TCP三次握手四次挥手

前言

昨天腾讯笔试考了四次握手的状态名词，虽然对过程有所了解，可是没有总结其中的状态变化，系统的复习下

三次握手

所谓三次握手(Three-way Handshake)，是指创建一个 TCP 链接时，须要客户端和服务器总共发送3个包。

三次握手的目的是链接服务器指定端口，创建 TCP链接，并同步链接双方的序列号和确认号，交换 TCP窗口大小信息。在 socket 编程中，客户端执行 connect() 时。将触发三次握手。

第一次握手(SYN=1, seq=x):

客户端发送一个 TCP的 SYN 标志位置1的包，指明客户端打算链接的服务器的端口，以及初始序号 X,保存在包头的序列号(Sequence Number)字段里。
发送完毕后，客户端进入 SYN_SEND 状态。

第二次握手(SYN=1, ACK=1, seq=y, ACKnum=x+1):

服务器发回确认包(ACK)应答。即 SYN 标志位和 ACK 标志位均为1。服务器端选择本身 ISN 序列号，放到Seq 域里，同时将确认序号(Acknowledgement Number)设置为客户的 ISN 加1，即X+1。
发送完毕后，服务器端进入 SYN_RCVD 状态。

第三次握手(ACK=1，ACKnum=y+1)

客户端再次发送确认包(ACK)，SYN标志位为0，ACK标志位为1，而且把服务器发来 ACK的序号字段+1，放在肯定字段中发送给对方，而且在数据段放写ISN
发送完毕后，客户端进入 ESTABLISHED 状态，当服务器端接收到这个包时，也进入 ESTABLISHED 状态，TCP握手结束。

四次挥手

TCP的链接的拆除须要发送四个包，所以称为四次挥手(Four-way handshake)，也叫作改进的三次握手。客户端或服务器都可主动发起挥手动做，在 socket 编程中，任何一方执行 close() 操做便可产生挥手操做。

第一次挥手(FIN=1，seq=x)

假设客户端想要关闭链接，客户端发送一个 FIN 标志位置为1的包，表示本身已经没有数据能够发送了，可是仍然能够接受数据。

发送完毕后，客户端进入 FIN_WAIT_1 状态。

第二次挥手(ACK=1，ACKnum=x+1)

服务器端确认客户端的 FIN包，发送一个确认包，代表本身接受到了客户端关闭链接的请求，但尚未准备好关闭链接。

发送完毕后，服务器端进入 CLOSE_WAIT 状态，客户端接收到这个确认包以后，进入 FIN_WAIT_2 状态，等待服务器端关闭链接。

第三次挥手(FIN=1，seq=y)

服务器端准备好关闭链接时，向客户端发送结束链接请求，FIN置为1。

发送完毕后，服务器端进入 LAST_ACK 状态，等待来自客户端的最后一个ACK。

第四次挥手(ACK=1，ACKnum=y+1)

客户端接收到来自服务器端的关闭请求，发送一个确认包，并进入 TIME_WAIT状态，等待可能出现的要求重传的 ACK包。

服务器端接收到这个确认包以后，关闭链接，进入 CLOSED 状态。

客户端等待了某个固定时间（两个最大段生命周期，2MSL，2 Maximum Segment Lifetime）以后，没有收到服务器端的 ACK，认为服务器端已经正常关闭链接，因而本身也关闭链接，进入 CLOSED状态。

扩展阅读

【问题1】为何链接的时候是三次握手，关闭的时候倒是四次握手？
答：由于当Server端收到Client端的SYN链接请求报文后，能够直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。可是关闭链接时，当Server端收到FIN报文时，极可能并不会当即关闭SOCKET，因此只能先回复一个ACK报文，告诉Client端，"你发的FIN报文我收到了"。只有等到我Server端全部的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，所以不能一块儿发送。故须要四步握手。
【问题2】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？
答：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。

参考资料

TCP协议
TCP协议中的三次握手和四次挥手(图解)