TCP的三次握手和四次挥手

Posted 2022-11-22 泡^泡

TCP是主机对主机层的传输控制协议，提供可靠的连接服务，采用三次握手确认建立一个连接，与之相反的，采用四次挥手来断开连接：
TCP标志位有6种标示，即：SYN(建立联机) 、 ACK(确认) 、 PSH(传送) 、 FIN(f结束) 、 RST(重置) 、 URG(紧急) 、 Sequence number(顺序号码) 、 Acknowledge number(确认号码)。

三次握手

为了准确无误的将数据发送到指定IP处，TCP协议采用了三次握手的策略，如下步骤所示：
1、客户端采用TCP协议将带有SYN标志的数据包发送给服务器，等待服务器的确认。
2、服务器端在收到SYN的数据包后，必须确认SYN，即自己发送的ACK标志，同时，自己也将会向客户端发送一个SYN标志。
3、客户端在接收到服务器短的SYN+ACK包后，自己会向服务器发送ACK包，完成三次握手。那么客户端和服务器正式建立了连接，开始传输数据。

三次握手的图如下所示：

四次挥手

四次挥手 是用来断开服务器和客户端之间的通信的，之所以要 断开连接，是因为TCP/IP 协议是要占用端口号的，而计算机的端口却是有限的，不进行断开的话，势必会造成计算机资源的浪费。
1、在整个通信的过程中，谁先发起请求，谁就是客户端。
当客户端的数据传输到尾部时，客户端向服务器发送带有FIN标志的数据包，使其明白自己准备断开通信了。
2、因为TCP的通信是使用全双工通信的WebSocket，所以在断开连接的时候也应该是双向的；当服务器收到带有FIN标志的数据包时，其必不会直接发送FIN标志断开通信的请求，而是先发送一个带有ACK标志的应答信息，使客户端明白服务器还有数据要进行发送。
3、当 服务器的数据发送完成后，向客户端发送带有FIN标志的数据包，通知客户端断开连接。
4、这一次挥手是我觉得四次挥手中设计的最巧妙的一次。
当客户端收到FIN后，担心网络上某些不可控制的因素导致服务器不知道他要断开连接，会发送ACK进行确认，同时把自己设置成TIME_WAIT状态并启动定时器，在TCP的定时器到达后客户端并没有接收到请求，会重新发送；当服务器收到请求后就断开连接；当客户端等待2MLS（两倍报文最大生存时间）后，没有收到请求重传的请求后，客户端这边就断开连接，整个TCP通信就结束了。

四次挥手的图如下所示：

注：三次握手为什么不能改成两次握手？

解：三次握手中的每一次都是必须的。如果是两次握手，在第二次结束后，服务器并不能保证客户端已经收到了第二次的请求，如此一来的话，服务器会一直保存着这个通信过程，因为TCP通信都是要占用端口的，造成了一定的资源浪费。所以，就一定要让客户端来发送ACK的确认请求。

注：关闭的时候为什么会是四次挥手？

解：四次挥手不能像三次握手一样，三次握手可以将ACK+SYN 一起发送，ACK用于确认信息，SYN却是用来建立联机的；四次挥手中ACK是不能和FIN一起发送，ACK只是告诉客户端确认我收到了，等我将数据发送完毕之后会向其发送FIN的标志，所以四次挥手是不能够改变的。