【TCP】TCP三次握手与四次挥手

1、TCP三次握手

 

 

第一次握手：Client 将标志位 SYN=1 ，随机产生一个值 seq=J ，并将该数据包发送给 Server 。此时，Client 进入SYN_SENT 状态，等待 Server 确认。
第二次握手：Server 收到数据包后由标志位 SYN=1 知道Client请求创建链接，Server 将标志位 SYN 和 ACK 都置为 1 ，ack=J+1，随机产生一个值 seq=K ，并将该数据包发送给 Client 以确认链接请求，Server 进入 SYN_RCVD 状态。此时，Server 进入 SYC_RCVD 状态。
第三次握手：Client 收到确认后，检查 ack 是否为 J+1 ，ACK 是否为 1 。
　　若是正确，则将标志位 ACK 置为 1 ，ack=K+1 ，并将该数据包发送给 Server 。此时，Client 进入 ESTABLISHED 状态。
　　Server 检查 ack 是否为 K+1 ，ACK 是否为 1 ，若是正确则链接创建成功。此时 Server 进入 ESTABLISHED 状态，完成三次握手，随后 Client 与 Server 之间能够开始传输数据了。
Client 和 Server 互相作了一次 SYNC 和 ACK 。

问题:TCP为何须要三次握手，为何不是两次？

为了防止已失效的链接请求报文忽然又传送到了服务端，于是产生错误。

客户端发出的链接请求报文并未丢失，而是在某个网络节点长时间滞留了，以至延误到连接释放之后的某个时间才到达 Server 。

若不采用“三次握手”，那么只要 Server 发出确认数据包，新的链接就创建了。因为 Client 此时并未发出创建链接的请求，因此其不会理睬 Server 的确认，也不与 Server 通讯；而这时 Server 一直在等待 Client 的请求，这样 Server 就白白浪费了必定的资源。
若采用“三次握手”，在这种状况下，因为 Server 端没有收到来自客户端的确认，则就会知道 Client 并无要求创建请求，就不会创建链接。

2、TCP四次挥手

 

 

 

第一次挥手：Client 发送一个 FIN=M ，用来关闭 Client 到 Server 的数据传送。此时，Client 进入 FIN_WAIT_1 状态。
第二次挥手，Server 收到 FIN 后，发送一个 ACK 给 Client ，确认序号为 M+1（与 SYN 相同，一个 FIN 占用一个序号）。此时，Server 进入 CLOSE_WAIT 状态。注意，TCP 连接处于半关闭状态，即客户端已经没有要发送的数据了，但服务端若发送数据，则客户端仍要接收。
第三次挥手，Server 发送一个 FIN=N ，用来关闭 Server 到 Client 的数据传送。此时 Server 进入 LAST_ACK 状态。
第四次挥手，Client 收到 FIN 后，此时 Client 进入 TIME_WAIT 状态。接着，Client 发送一个 ACK 给 Server ，确认序号为 N+1 。Server 接收到后，此时 Server 进入 CLOSED 状态，完成四次挥手。

问题:TCP为何须要四次挥手？

首先TCP 是全双工模式，须要双向都断开链接。

当主机 1 发出 FIN 报文段时，只是表示主机 1 已经没有数据要发送了，主机 1 告诉主机 2 ，它的数据已经所有发送完毕了；可是，这个时候主机 1 仍是能够接受来自主机 2 的数据；

当主机 2 返回 ACK 报文段时，表示它已经知道主机 1 没有数据发送了，可是主机 2 仍是能够发送数据到主机 1 的。

由于主机 2 此时可能还有数据想要发送给主机 1 ，因此挥手不能像握手只有三次，而是多了那么“一次”！

当主机 2 也发送了 FIN 报文段时，这个时候就表示主机 2 也没有数据要发送了，就会告诉主机 1 ，我也没有数据要发送了，以后彼此就会愉快的中断此次 TCP 链接。

问题：为何须要TIME_WAIT?

由于在第四步的时候，client发送的ACK可能丢失并致使server从新发送FIN消息，TIME_WAIT维护链接状态.若是执行主动关闭的一方client不进入到TIME_WAIT状态就关闭链接那会发生什么呢？当重传的FIN消息到达时，由于TCP已经再也不有链接的信息了，因此就用RST(从新启动)消息应答，致使server进入错误的状态而不是有序终止状态，若是发送最后ACK消息的一方处于TIME_WAIT状态并仍然记录着链接的信息，它就能够正确的响应对等方server的FIN消息了.