TCP的三次握手与四次挥手

引言

前段时间一直在准备面试，本觉得准备的挺好，然而被腾讯面试官问道网络问题的时候，发现本身对TCP协议的理解真的是停留在表面，不够深刻。因而本着提升本身的想法，去查了些资料，这里主要是总结我对TCP创建与断开链接过程的理解。你能够在这里看到更好的排版

常见题目

在面试中网络问题是必定会考察的，而TCP协议则是考察网络知识的重点。常常会被问道的问题以下：

1. 请讲一下TCP协议创建链接的过程
2. 请介绍TCP协议中的三次握手和四次挥手是怎么样的
3. 为何TCP协议要三次握手来确立链接，而不是两次，也不是4次
4. TCP链接发起是的syn序号为何不能从同一个序号开始，好比说1

接下来，我将介绍我理解的TCP三次握手和4次挥手的过程，若是错误还请指正，谢谢。

TCP协议

三次握手过程

首先须要服务器监听特定的端口，等待客户端来请求链接。当客户端须要创建链接时，客户端会先向服务器发送syn报文，将报文中syn置为随机生成的序号n（这里假设序号为1000）。服务器收到同步报文后，会回复一个ack报文，把ACK位置位n+1（这里的序号应该为1001），同时设置syn为y（这里假设为2000）。客户端收到服务器发送的ack报文后，会回复一个ACK报文给服务器，其中ACK位置为y+1（这里即为2001）。当服务器收到ACK消息后，即认为链接进入稳定状态。状态机与流程图以下：

四次挥手过程

当client从app接收到关闭指令后，client会给server发送FIN消息（代表client不会再给server发送数据），client进入finish-wait-1状态。server收到finish消息后，回复确认消息ack给client，自身进入close-wait状态。client接收到ack消息后，进入到FIN-WAIT-2状态。而且在此状态等待服务器发送finish消息。当server接收到app的关闭指令后，server给client发送FIN消息。服务器进入到LAST-ACK状态。客户端收到FIN消息后，会回复ACK消息，同时进入到TIME-WAIT状态，来等待server收到ack消息，客户端会在接下来的2MSL（maximum segment lifetime）的时间内保持TIME-WAIT状态。为何是2MSL时间呢，一是为了server有足够的时间收到ACK消息，并在消息丢失时重发。二是为了在此链接结束后的后续链接提供缓冲期。若是不是2倍MSL的话，就可能混合来自不一样链接的数据包，形成消息混乱。状态机与流程图以下：

完整过程

如下为TCP从创建链接到断开的完整流程图

开始答题

有了上面的介绍，基本可以回答前两个问题。

请讲一下TCP协议创建链接的过程

看上面

请介绍TCP协议中的三次握手和四次挥手是怎么样的

看上面

为何TCP协议要三次握手来确立链接，而不是两次，也不是4次

首先呢，根本不存在可靠的链接，tcp只是提供相对可靠的链接。三次握手的主要目的是交换通讯须要的参数，主要是server与client的syn序号，这个序号是用于收发数据的。若是只有两次握手的话，当服务器发送ack+syn消息后，就会认为创建了稳定链接，这个时候若是ack+syn丢失了，client并无收到这个消息，那么客户端就会认为链接创建不成功，而直接进入close状态。这样就会形成，server一直在哪傻等，永远不会有client来发送数据，这就会形成服务器资源的浪费。至于为何不是四次握手，是由于握手三次成功之后，就能够认定当前链接是可靠的了，否则的话还须要client与server互相之间发送ack消息，这样就无休无止了。

TCP链接发起是的syn序号为何不能从同一个序号开始，好比说1

由于现实中的网络情况不可预知，好比说客户端在第一次链接时，使用序号为1为初始序号进行数据发送，发送了1到30的数据片断，这个时候由于网络问题断开了链接。而后客户端是syn为1从新创建了新的链接，这个时候服务器收到了以前发送的30个字节的数据，服务器就会觉得这30个字节的数据是新发的，这就会致使数据混乱。

参考资料

说明，本文全部图片均来自The TCP/IP Guide。

参考资料以下：

The TCP/IP Guide

TCP为何须要3次握手与4次挥手

TCP三次握手四次挥手详解