TCP的三次握手和四次挥手

Posted 2022-08-25 勤奋的年轻人

前言

我们假设两个人隔一扇门进行沟通，肯定不会一上来A就噼里啪啦讲一堆话，在正式开始对话之前，肯定要先进行确认门后是否有人。那我们思考要进行怎样的步骤才能最小化的进行确认。
同样在沟通之后，我们结束了，假设沟通很重要，要保证完整性，那要怎么样进行礼貌的离开呢。
这就引起了我们对于tcp的三次握手和四次挥手的概念了。

TCP三次握手

正常来说如果A找B，B一般都会在门后等着（需要先Listen），当然也可能不在（资源不够，在处理其他的事情）。这个时候A说你在吗，结果B不在（各种原因，导致丢弃），然后A又说你在吗（重试），这个时候B事情忙完了，发现有人找他（第一次握手），就回答我在。回答完的时候，B就要在门后等着了，A可能没有听到，B又回答我在了，A终于听到了（第二次握手），这个时候A回答我也在了，B听到A的回答（第三次握手），就完成了正式交流前的确认工作。
那我们分析一下过程：

整体的三次握手简单描述就是这样，三次简单的沟通之后，就开始的交流，这个时候就进入了连接状态。
我们画一下tcp的三次握手的示意图：

真实情况可能会更复杂，整体过程和上面的描述差不多。不过要注意几点：
1、任何情况下都可能因为网络或者资源的问题导致接收失败，或者主动丢弃。
2、第三步，有可能Sever没有资源或者网络问题，并没有收Ack，这个时候会Server会重试2步骤

不过上面都好理解，重试的机制可能受不同的环境和配置影响，可能会很长，重试次数也有限制。

我们简单描述一下整体的过程：
1、Server通过Socket、bind、listen等方法，进入等待连接的状态
2、Client发送SYN给Server
3、Server接收到客户端发送的SYN请求之后进入SYN-RCVD状态
4、Server发送SYN+ACK给Client
5、Clinet接收到SYN+ACK，发送ACK给Server，进入可以传输的连接状态
6、Server收到ACK，进入可以传输数据的连接状态

四次挥手

我们又回到上面隔门相望的例子中。交流是双方都在表达自己的想法。那么需要双方都要说我没话说了，这个时候才能进入断开状态。A对B说，我没话了，B回我知道了。B对A说我没话了，A回我知道了。整体的过程简单描述就是这样。我们进入示意图：

用我们的Server和Client替换之后如下：

有一些需要注意的事项：
主动关闭的一方发送FIN，可能是Server端，也可能是Client端。由于Server和Client都可能主动断开，我们就以主动方和被动方表示。

整体过程的描述：

1、主动方发起FIN给被动方，自己会进入到FIN—WAIT状态
2、被动方接收到FIN之后，发送ACK给主动方，进入CLOSE-WAIT状态
3、主动方收到ACK之后进入FIN-WAIT2状态，等待被动方的关闭指令
4、被动方发送FIN给主动方，同时进入LAST-ACK状态
5、主动方接收到被动方的FIN会发送ACK给主动方，同时进入TIME-WAIT
6、被动方接受到ACK之后会进入CLOSED状态。

由于大家再工作中会经常看到TIME-WAIT，下个章节我们会重点讲一下TIME-WAIT这个状态。

（有谁知道图片怎么缩小，麻烦和我说一下，排版很难受）