TCP的三次握手与四次挥手

作者:guo-zi-xin

更新于:1 年前

字数统计:1.3k 字

阅读时长:4 分钟

TCP三次握手

这里我们将发出方成为客户端， 接收方成为服务端。 TCP建立连接主要分为三部分， 可简单描述为

• 客户端向服务端发起TCP请求
• 服务端响应客户端， 同意建立TCP连接
• 客户端向服务端最后确认TCP连接建立

术语	含义
SYN	同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers),表示向接收方建立TCP连接的请求，仅在三次握手期间有效
SEQ/seq	TCP数据包序列号(Sequence Number),在TCP发送的每个数据包都会随机生成一个序列号，该序列号用于接受放对数据包的接收确认，防止丢失以及数据接收完毕后按序列号顺序组装
ACK	确认编号(Acknowledgement Number),数据包的确认标志，标识对发出方发出数据包的接收确认
SYN_SENT	客户端发送同步标志SYN后，进入SYN_SENT状态
SYN_RECV	服务端确认客户端的SYN包并发送SYN包后，进入SYN_RECV状态
ESTABLISHED	客户端与服务端发送同步标识SYN后，对方确认后进入TCP建立状态

三次握手详细过程

1. 建立连接时，客户端向服务端发SYN包(该数据包假设SYN为j，随机产生一个值seq=x)，并将该数据包发送给服务端，客户端进入SYN_SENT状态，等待Server确认
2. 服务端收到SYN包，必须先确认客户的SYN，发送一个ACK值为j+1的确认数据包，同时也向客户端发送一个SYN包(假设SYN=k,随机产生一个值seq=y)，即发送SYN+ACK包，然后服务端进入SYN_RECV状态
3. 客户端接收到服务端的SYN+ACK包之后，客户端进入ESTABLISHED状态，并对服务端发送的SYN包进行确认，发送确认包ACK(ack=y+1),服务端接收到客户端的ACK包之后，也进入ESTABLISHED状态，至此TCP连接成功

TCP四次挥手

在数据传输完毕之后会进行TCP四次握手即是TCP连接关闭，TCP需要进行四次挥手的原因在于TCP连接是双全工，即双方通信，每个方向都需要进行单独关闭

四次挥手详细过程

1. 最开始的一次挥手，客户端发起 FIN 包，客户端进入 FIN_WAIT_1 状态，TCP规定，即使 FIN 包不携带数据，也要消耗一个序列号
2. 第二次挥手，服务端接收到了 FIN 包，发出确认包 ACK 并带上自己的序列号，服务端进入 CLOSE_WAIT 状态，这个时候客户端已经没有数据要发送了，不过服务器端有数据发送的话， 客户端依然需要接收，客户端接收到服务端发送的 ACK 后，进入到 FIN_WATI_2 状态。
3. 第三次挥手， 服务端数据发送完毕之后，向客户端发送 FIN 包，半连接状态下服务器可能又发送了一些数据，服务器此时进入了 LAST_ACK状态
4. 第四次挥手，客户端收到服务器的 FIN 包之后， 发送确认包 ACK 此时客户端进入 TIME_WAIT 状态，此时TCP连接还没有释放，必须经过两个 MSL 后，才会进入 CLOSED状态， 可以看出服务端结束TCP连接的时间要比客户端早一些

为什么建立连接时需要握手三次，关闭连接时需要四次呢？

• 在TCP握手的时候，接收端发送 SYN+ACK 的包是将一个 ACK 和一个 SYN 合并到一个包中， 所以减少了一次包的发送，完成三次握手
• 对于四次挥手，TCP是全新工程通信，在主动关闭放发送 FIN 包之后，接收端可能还要发送数据，不能立即关闭服务器端到客户端的数据通道，所以并不能将服务器端的 FIN 包盒对客户端的 ACK 包合并发送， 只能先确定 ACK ，然后服务器等到无需发送数据时候在发送 FIN 包，所以四次挥手时候必须是四次数据包的交互。

四次挥手结束后，为什么客户端没有立刻关闭呢

• 为了确保第四次挥手的确认消息到达服务端
• 如果服务端在规定时间内未收到最后的确认消息，会冲洗内进行第三次挥手请求断开连接，客户端重新发送确认消息
• MSL 是报文的最长生存时间，两个 MSL 是在网络中来回两个报文所需要的最长时间，如果超过了这个时间，客户端没有重新收到断开连接的请求，说明四次挥手顺利完成，可以断开连接了。

引用

Internet通信

https://heyingye.github.io/2018/03/02/Internet%E9%80%9A%E4%BF%A1%EF%BC%88%E4%BA%8C%EF%BC%89/