TCP三次握手和四次挥手

TCP三次握手和四次挥手

• TCP三次握手
• TCP四次挥手
• 面试常见问题

本文通过借鉴书籍资料、他人博客总结出的知识点

TCP三次握手

• 图解
  

• 文解

  第一次握手:创建链接时，客户端发送syn包到服务器，并进入SYN SENT状态，等待服务器确认; SYN: 同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers) 。
  
  第二次握手:服务器收到syn包，必须确认客户的SYN，同时本身也发送一一个SYN包，即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN _RECV状态;
  
  第三次握手:客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED (TCP 链接成功)状态，完成三次握手。

TCP四次挥手

• 图解
  

• 文解

  因为TCP链接是全双工的，所以每一个方向都必须单独进行关闭。这个原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一一个 FIN来终止这个方向的链接。收到一个FIN只意味着这一方向上没有数据流动，一个TCP链接在收到一一个FIN后仍能发送数据。首先进行关闭的一-方将执行主动关闭，而另外一方执行被动关闭。
  四次挥手过程:
  (1)客户端A发送一个FIN, 用来关闭客户A到服务器B的数据传送。
  (2)服务器B收到这个FIN,它发回一个ACK,确认序号为收到的序号加1。和SYN同样，一个FIN将占用一个序号。
  (3)服务器B关闭与客户端A的链接，发送一个FIN给客户端A。
  (4)客户端A发回ACK报文确认，并将确认序号设置为收到序号加1。

面试常见问题

• TCP握手为何不是两次？

  三次握手完成两个重要的功能，既要双方作好发送数据的准备工做(双方都知道彼此已准备好)，也要容许双方就初始序列号进行协商，这个序列号在握手过程当中被发送和确认。
  假设创建链接只须要两次握手，服务端收到客户端的链接请求后，并发送了确认应答分组，服务端认为链接已创建。但是，客户端在服务端的应答分组在传输中被丢失的状况下，将不知道服务端是否已准备好，不知道服务端创建什么样的序列号，客户端甚至怀疑服务端是否收到本身的链接请求分组。在这种状况下，客户端认为链接还未创建成功，将忽略服务端发来的任何数据分组，只等待链接确认应答分组。而服务端在发出的分组超时后，重复发送一样的分组。这样就造成了死锁。

• TCP创建链接是三次，断开链接为何是四次？

  在创建链接中，服务器的ACK和SYN包是同时发送的（ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的），而在断开链接的时候，服务器向客户端发送的ACK和FIN包是分两次发送的，由于服务器收到客户端发送的FIN包时，可能还有数据要传送，因此先发送ACK告诉客户端“你发的FIN报文我收到了”,等数据传输结束后再发送FIN断开这边的链接。

• 若是已经创建了链接，可是客户端忽然出现故障了怎么办？

  TCP设有一个保活计时器。显然，客户端若是出现故障，服务器不能一直等下去，白白浪费资源。服务器每收到一次客户端的请求后都会从新复位这个计时器，时间一般是设置为2小时，若两小时尚未收到客户端的任何数据，服务器就会发送一个探测报文段，之后每隔75秒钟发送一次。若一连发送10个探测报文仍然没反应，服务器就认为客户端出了故障，接着就关闭链接。

• 为何TIME_WAIT状态须要通过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态？

  虽然按道理，四个报文都发送完毕，咱们能够直接进入CLOSE状态了，可是咱们必须假象网络是不可靠的，有能够最后一个ACK丢失。因此TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。在Client发送出最后的ACK回复，但该ACK可能丢失。Server若是没有收到ACK，将不断重复发送FIN片断。因此Client不能当即关闭，它必须确认Server接收到了该ACK。Client会在发送出ACK以后进入到TIME_WAIT状态。Client会设置一个计时器，等待2MSL的时间。若是在该时间内再次收到FIN，那么Client会重发ACK并再次等待2MSL。所谓的2MSL是两倍的MSL(Maximum Segment Lifetime)。MSL指一个片断在网络中最大的存活时间，2MSL就是一个发送和一个回复所需的最大时间。若是直到2MSL，Client都没有再次收到FIN，那么Client推断ACK已经被成功接收，则结束TCP链接。

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