前言

TCP的三次握手??建立連接和四次揮手??斷開連接缤谎，相信很多人都聽說(shuō)過(guò)，也都看過(guò)相關(guān)的內(nèi)容褐着，本篇是為了記錄自己對(duì)與這兩種操作的理解坷澡。

在進(jìn)入正式內(nèi)容之前，先來(lái)看幾個(gè)符號(hào)的概念：

• 序列號(hào)seq： 用來(lái)標(biāo)記數(shù)據(jù)段的順序含蓉，TCP把連接中發(fā)送的所有數(shù)據(jù)字節(jié)都編上一個(gè)序號(hào)频敛，第一個(gè)字節(jié)的編號(hào)由本地隨機(jī)產(chǎn)生镣陕；給字節(jié)編上序號(hào)后，就給每一個(gè)報(bào)文段指派一個(gè)序號(hào)姻政；序列號(hào)seq就是這個(gè)報(bào)文段中的第一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)編號(hào)。

• 確認(rèn)號(hào)ack： 期待收到對(duì)方下一個(gè)報(bào)文段的第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的序號(hào)岂嗓；序列號(hào)表示報(bào)文段攜帶數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)的編號(hào)汁展；而確認(rèn)號(hào)指的是期望接收到下一個(gè)字節(jié)的編號(hào)；因此當(dāng)前報(bào)文段最后一個(gè)字節(jié)的編號(hào)+1即為確認(rèn)號(hào)厌殉。

• 確認(rèn)ACK： 僅當(dāng)ACK=1時(shí)食绿，確認(rèn)號(hào)字段才有效。ACK=0時(shí)公罕，確認(rèn)號(hào)無(wú)效

• 同步SYN： 連接建立時(shí)用于同步序號(hào)器紧。當(dāng)SYN=1，ACK=0時(shí)表示：這是一個(gè)連接請(qǐng)求報(bào)文段楼眷。若同意連接铲汪，則在響應(yīng)報(bào)文段中使得SYN=1，ACK=1罐柳。因此掌腰，SYN=1表示這是一個(gè)連接請(qǐng)求，或連接接受報(bào)文张吉。SYN這個(gè)標(biāo)志位只有在TCP建產(chǎn)連接時(shí)才會(huì)被置1齿梁，握手完成后SYN標(biāo)志位被置0。

• 終止FIN： 用來(lái)釋放一個(gè)連接肮蛹。FIN=1表示：此報(bào)文段的發(fā)送方的數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完畢勺择，并要求釋放運(yùn)輸連接

三次握手

首先進(jìn)入一下情景：

我正在飯店里和朋友吃飯，喝的正嗨的時(shí)候伦忠，女朋友打電話過(guò)來(lái)省核，飯店里有很多人，環(huán)境原因聽不太清電話里的聲音：

我：能聽到我的聲音嗎昆码？

女：能聽到芳撒，大點(diǎn)聲，你能聽到我講話嗎未桥？

我：能聽到笔刹，

如此這般，才能保證雙方都能聽到聲音冬耿，才能繼續(xù)對(duì)話呀舌菜。

TCP是面向連接的，無(wú)論哪一方向另一方發(fā)送數(shù)據(jù)之前亦镶，都必須先在雙方之間建立一條連接日月。在TCP/IP協(xié)議中袱瓮，TCP 協(xié)議提供可靠的連接服務(wù)，連接是通過(guò)三次握手??進(jìn)行初始化的爱咬。三次握手??的目的是同步連接雙方的序列號(hào)和確認(rèn)號(hào)并交換 TCP窗口大小信息尺借。由此我們來(lái)對(duì)應(yīng)客戶端與服務(wù)器之間的建立連接：

• 第一次握手??： 客戶端向服務(wù)器發(fā)出連接請(qǐng)求報(bào)文，這時(shí)報(bào)文首部中的同部位SYN=1精拟，同時(shí)隨機(jī)生成初始序列號(hào) seq=x燎斩，此時(shí)，客戶端進(jìn)程進(jìn)入了 SYN-SENT狀態(tài)蜂绎，等待服務(wù)器的確認(rèn)栅表。
• 第二次握手??： 服務(wù)器收到請(qǐng)求報(bào)文后，如果同意連接师枣，則發(fā)出確認(rèn)報(bào)文怪瓶。確認(rèn)報(bào)文中應(yīng)該 ACK=1，SYN=1践美，確認(rèn)號(hào)是ack=x+1洗贰，同時(shí)也要為自己隨機(jī)初始化一個(gè)序列號(hào) seq=y，此時(shí)陨倡，服務(wù)器進(jìn)程進(jìn)入了SYN-RCVD狀態(tài)哆姻，詢問客戶端是否做好準(zhǔn)備。
• 第三次握手??： 客戶端進(jìn)程收到確認(rèn)后玫膀，還要向服務(wù)器給出確認(rèn)矛缨。確認(rèn)報(bào)文的ACK=1，ack=y+1帖旨，此時(shí)箕昭，連接建立，客戶端進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)解阅，服務(wù)器端也進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)落竹。

以上就是三次握手??的一個(gè)大概流程，那么問題來(lái)了：

握手??為什么需要三次呢货抄，如果把最后一次的去掉改為兩次握手??是否可行呢?

假如現(xiàn)在客戶端想向服務(wù)端進(jìn)行握手述召，它發(fā)送了第一個(gè)連接的請(qǐng)求報(bào)文，但是由于網(wǎng)絡(luò)信號(hào)差或者服務(wù)器負(fù)載過(guò)多蟹地，這個(gè)請(qǐng)求沒有立即到達(dá)服務(wù)端积暖，而是在某個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中長(zhǎng)時(shí)間的滯留了，以至于滯留到客戶端連接釋放以后的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)才到達(dá)服務(wù)端怪与，那么這就是一個(gè)失效的報(bào)文夺刑，但是服務(wù)端接收到這個(gè)失效的請(qǐng)求報(bào)文后，就誤認(rèn)為客戶端又發(fā)了一次連接請(qǐng)求，服務(wù)端就會(huì)想向客戶端發(fā)出確認(rèn)的報(bào)文遍愿，表示同意建立連接存淫。

假如不采用三次握手，那么只要服務(wù)端發(fā)出確認(rèn)沼填，表示新的建立就連接了桅咆。但是現(xiàn)在客戶端并沒有發(fā)出建立連接的請(qǐng)求，其實(shí)這個(gè)請(qǐng)求是失效的請(qǐng)求坞笙，一切都是服務(wù)端在自相情愿岩饼，因此客戶端是不會(huì)理睬服務(wù)端的確認(rèn)信息，也不會(huì)向服務(wù)端發(fā)送確認(rèn)的請(qǐng)求羞海，但是服務(wù)器卻認(rèn)為新的連接已經(jīng)建立起來(lái)了，并一直等待客戶端發(fā)來(lái)數(shù)據(jù)曲管，這樣的情況下却邓，服務(wù)端的很多資源就沒白白浪費(fèi)掉了。

采用三次握手的辦法就是為了防止上述這種情況的發(fā)生院水，比如就在剛才的情況下腊徙，客戶端不會(huì)向服務(wù)端發(fā)出確認(rèn)的請(qǐng)求，服務(wù)端會(huì)因?yàn)槭詹坏酱_認(rèn)的報(bào)文檬某，就知道客戶端并沒有要建立連接撬腾，那么服務(wù)端也就不會(huì)去建立連接，這就是三次握手的作用恢恼。

四次揮手

來(lái)民傻，再次進(jìn)入以下情景：

假如有一天我想要自由了，我就跟我的女朋友提出分手的要求：

我：我要自由场斑，自由萬(wàn)歲漓踢，分手吧

女：好，你要分手是吧

然后她會(huì)罵我渣啊來(lái)發(fā)泄漏隐，或者試圖挽留喧半，在經(jīng)過(guò)冷靜之后：

女：那就這樣吧，分

我：好的青责，分

至此就各奔東西挺据，互相安好，相忘于江湖脖隶。

當(dāng)客戶端和服務(wù)器通過(guò)三次握手建立了TCP連接以后扁耐，當(dāng)數(shù)據(jù)傳送完畢，為了防止資源浪費(fèi)肯定要斷開TCP連接产阱，那對(duì)于TCP的斷開連接做葵，這里就有了斷開連接的四次揮手。

• 第一次揮手??： 客戶端進(jìn)程發(fā)出連接釋放FIN報(bào)文心墅，并且停止發(fā)送數(shù)據(jù)酿矢。釋放數(shù)據(jù)報(bào)文首部榨乎，FIN=1，其序列號(hào)為seq=x,此時(shí)瘫筐，客戶端進(jìn)入FIN-WAIT-1（終止等待1）狀態(tài)蜜暑。
• 第二次揮手??： 服務(wù)端進(jìn)程收到連接釋放FIN報(bào)文，發(fā)出確認(rèn)ACK報(bào)文策肝，ACK=1肛捍，ack=x+1，并且?guī)献约旱男蛄刑?hào)seq=y之众，此時(shí)拙毫，服務(wù)端就進(jìn)入了CLOSE-WAIT（關(guān)閉等待）狀態(tài)。此時(shí)棺禾，服務(wù)端通知高層的應(yīng)用進(jìn)程缀蹄，客戶端向服務(wù)端的方向就釋放了，這時(shí)候處于半關(guān)閉狀態(tài)膘婶，即客戶端已經(jīng)沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送了缺前，但是服務(wù)端若發(fā)送數(shù)據(jù)，客戶端依然要接受悬襟。這個(gè)狀態(tài)還要持續(xù)一段時(shí)間衅码，也就是整個(gè)CLOSE-WAIT狀態(tài)持續(xù)的時(shí)間〖乖溃客戶端收到服務(wù)端的確認(rèn)請(qǐng)求后逝段，此時(shí)，客戶端就進(jìn)入FIN-WAIT-2（終止等待2）狀態(tài)割捅，等待服務(wù)器發(fā)送連接釋放報(bào)文惹恃，在這之前依然可以接收服務(wù)端發(fā)送過(guò)來(lái)的最后的數(shù)據(jù)。
• 第三次揮手??： 服務(wù)端將最后的數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端完成后棺牧，就向客戶端發(fā)送連接釋放FIN報(bào)文巫糙，FIN=1，ack=x+1颊乘，此時(shí)的序列號(hào)為seq=z参淹，此時(shí)，服務(wù)端就進(jìn)入了LAST-ACK（最后確認(rèn)）狀態(tài)乏悄，等待客戶端的確認(rèn)浙值。
• 第四次揮手??： 客戶端接收到服務(wù)端的連接釋放FIN報(bào)文后，必須發(fā)出確認(rèn)報(bào)文檩小，ACK=1开呐，ack=z+1，而自己的序列號(hào)是seq=x+1，此時(shí)筐付，客戶端就進(jìn)入了TIME-WAIT（時(shí)間等待）狀態(tài)卵惦。此時(shí)服務(wù)端收到客戶端發(fā)送過(guò)來(lái)的確認(rèn)報(bào)文，就立即撤銷自己的傳輸控制塊TCB,進(jìn)入CLOSED狀態(tài)瓦戚，注意此時(shí)的TCP連接還沒有釋放沮尿，必須經(jīng)過(guò)2MSL（最長(zhǎng)報(bào)文段壽命）的時(shí)間后，客戶端沒有收到服務(wù)端發(fā)來(lái)的任何數(shù)據(jù)较解，證明服務(wù)端已正常關(guān)閉畜疾，此時(shí)客戶端會(huì)撤銷相應(yīng)傳輸控制塊TCB后，進(jìn)入CLOSED狀態(tài)印衔。至此啡捶，TCP的連接才真正的斷開了。（服務(wù)端結(jié)束TCP連接的時(shí)間要比客戶端稍微早一些）

好的奸焙，那么問題又來(lái)了：

為什么斷開連接需要四次揮手??呢瞎暑，像建立連接的時(shí)候一樣，三次行不行呢忿偷？

TCP協(xié)議是一種面向連接的金顿、可靠的臊泌、基于字節(jié)流的運(yùn)輸層通信協(xié)議鲤桥。TCP是全雙工 模式，這就意味著渠概，在客戶端想要斷開連接時(shí)茶凳，客戶端向服務(wù)端發(fā)送FIN報(bào)文，只是表示客戶端已經(jīng)沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送了播揪，但是這個(gè)時(shí)候客戶端還是可以接收來(lái)自服務(wù)端的數(shù)據(jù)贮喧。

當(dāng)服務(wù)端接收到FIN報(bào)文，并返回ACK報(bào)文猪狈，表示服務(wù)端已經(jīng)知道了客戶端要斷開連接箱沦，客戶端已經(jīng)沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送了，但是這個(gè)時(shí)候服務(wù)端可能依然有數(shù)據(jù)要傳輸給客戶端雇庙。

當(dāng)服務(wù)端的數(shù)據(jù)傳輸完之后谓形，服務(wù)端會(huì)發(fā)送FIN報(bào)文給客戶端，表示服務(wù)端也沒有數(shù)據(jù)要傳輸了疆前，服務(wù)端同意關(guān)閉連接寒跳，之后，客戶端收到FIN報(bào)文竹椒，立即發(fā)送給客戶端一個(gè)ACK報(bào)文童太，確定關(guān)閉連接。在之后，客戶端和服務(wù)端彼此就愉快的斷開了這次的TCP連接书释。

或許會(huì)有疑問翘贮，為什么服務(wù)端的ACK報(bào)文和FIN報(bào)文都是分開發(fā)送的，但是在三次握手的時(shí)候卻是ACK報(bào)文和SYN報(bào)文是一起發(fā)送的征冷，因?yàn)樵谌挝帐值倪^(guò)程中择膝，當(dāng)服務(wù)端收到客戶端的SYN連接請(qǐng)求報(bào)文后，可以直接發(fā)送SYN+ACK報(bào)文检激。其中ACK報(bào)文是用來(lái)應(yīng)答的肴捉，SYN報(bào)文是用來(lái)同步的。但是在關(guān)閉連接時(shí)叔收，當(dāng)服務(wù)端接收到FIN報(bào)文時(shí)齿穗，很可能并不會(huì)立即關(guān)閉SOCKET，所以只能先回復(fù)一個(gè)ACK報(bào)文饺律，告訴客戶端窃页，你發(fā)的FIN報(bào)文我收到了，只有等到服務(wù)端所有的數(shù)據(jù)都發(fā)送完了复濒，才能發(fā)送FIN報(bào)文脖卖，因此ACK報(bào)文和FIN報(bào)文不能一起發(fā)送。所以斷開連接的時(shí)候才需要四次揮手來(lái)完成巧颈。

驗(yàn)證

下面通過(guò)Wireshark抓包工具來(lái)抓包看一下三次握手和四次揮手：

工具：Wireshark

下載地址 http://www.pc6.com/mac/112232.html

安裝完成之后畦木，打開Wireshark ，開始監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)封包砸泛。

打開兩個(gè)終端窗口十籍，建立一個(gè)連接（這里很簡(jiǎn)單，就不截圖了）：

在終端窗口1中唇礁，輸入：nc -l 6060 回車

在終端窗口2中勾栗，輸入：nc 127.0.0.1 6060 回車

兩個(gè)終端建立連接之后，可以在Wireshark中看到三次握手的過(guò)程：

下面斷開連接再來(lái)看一下四次揮手的過(guò)程：

如果對(duì)照前面的三次握手和四次揮手的過(guò)程圖來(lái)看的話盏筐，更能明白此處的抓包到的數(shù)據(jù)围俘。

總結(jié)

TCP的三次握手和四次揮手，個(gè)人覺得其實(shí)就是在建立連接和斷開連接的時(shí)候琢融，保證這個(gè)連接的“安全完整”界牡。同時(shí)也保證了數(shù)據(jù)的完整發(fā)送。至此關(guān)于TCP的三次握手和四次揮手就寫到這里吏奸，如有錯(cuò)誤還請(qǐng)指正欢揖！

以上情景劇內(nèi)容純屬虛構(gòu)，畢竟奋蔚，真正的車手是不需女人的她混。（滑稽保命）