带你完整复习三次握手和四次挥手的相关知识点
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了带你完整复习三次握手和四次挥手的相关知识点相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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一、三次握手
为了准确无误地将数据送达目标处，TCP协议采用了三次握手（three-wayhandshaking）策略。
握手之前服务器需要做哪些准备工作?
（1）发送端首先发送一个带SYN标志的数据包给对方。
（2）接收端收到后，回传一个带有SYN/ACK标志的数据包以示传达确认信息。
（3）最后，发送端再回传一个带ACK标志的数据包，代表“握手”结束。
若在握手过程中某个阶段莫名中断，TCP协议会再次以相同的顺序发送相同的数据包。
二、四次挥手
TCP 是全双工的，在断开连接时两端都需要发送 FIN 和 ACK。
建立一个连接需要三次握手，而终止一个连接要经过四次挥手（也有将四次挥手叫做四次握手的）。
这由TCP的半关闭（half-close）造成的。
所谓的半关闭，其实就是TCP提供了连接的一端在结束它的发送后还能接收来自另一端数据的能力
TCP 的连接的拆除需要发送四个包，因此称为四次挥手，客户端或服务器均可主动发起挥手动作。
假如是客户端先发起关闭请求。四次挥手的过程如下：
第一次挥手：客户端发送一个 FIN 报文，报文中会指定一个序列号。此时客户端处于 FIN_WAIT1 状态。
即发出连接释放报文段（FIN=1，序号seq=u），并停止再发送数据，主动关闭TCP连接，进入FIN_WAIT1（终止等待1）状态，等待服务端的确认。
第二次挥手：服务端收到 FIN 之后，会发送 ACK 报文，且把客户端的序列号值 +1 作为 ACK 报文的序列号值，表明已经收到客户端的报文了，此时服务端处于 CLOSE_WAIT 状态。
此时表明 A 到 B 的连接已经释放，不再接收 A 发的数据了。但是因为 TCP 连接是双向的，所以 B 仍旧可以发送数据给 A。
CLOSE_WAIT：对方主动关闭或者网络异常导致连接中断，都会进入close_wait 状态，表示在等待关闭，也就是对方已经关闭了，我把剩余信息处理发送完毕，也会关闭
通常 close_wait 持续时间很短，但是特殊情况下持续时间比较长（需要调用close()正确关闭）
出现大量close_wait的现象可能是对方关闭了连接，但是，我方忙于读或者写，没有关闭连接
第三次挥手：如果服务端也想断开连接了，和客户端的第一次挥手一样，发给 FIN 报文，且指定一个序列号。此时服务端处于 LAST_ACK 的状态。
即服务端没有要向客户端发出的数据，服务端发出连接释放报文段（FIN=1，ACK=1，序号seq=w，确认号ack=v+1），服务端进入LAST_ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认
第四次挥手：客户端收到 FIN 之后，一样发送一个 ACK 报文作为应答，且把服务端的序列号值 +1 作为自己 ACK 报文的序列号值，此时客户端处于 TIME_WAIT 状态。需要过一阵子以确保服务端收到自己的 ACK 报文之后才会进入 CLOSED 状态，服务端收到 ACK 报文之后，就处于关闭连接了，处于 CLOSED 状态。
此时TCP未释放掉，需要经过时间等待计时器设置的时间2MSL后，客户端才进入CLOSED状态。
收到一个FIN只意味着在这一方向上没有数据流动。客户端执行主动关闭并进入TIME_WAIT是正常的，服务端通常执行被动关闭，不会进入TIME_WAIT状态。
三、TIME_WAIT状态
什么是2MSL？
MSL：报文最大生存时间，它是任何报文在网络上存在的最长时间，超过这个时间报文将被丢弃
2MSL即两倍的MSL，TCP的TIME_WAIT状态也称为2MSL等待状态，当TCP的一端发起主动关闭，在发出最后一个ACK包后，即第3次握手完成后发送了第四次握手的ACK包后就进入了TIME_WAIT状态，必须在此状态上停留两倍的MSL时间，等待2MSL时间主要目的是怕最后一个ACK包对方没收到，那么对方在超时后将重发第三次握手的FIN包，主动关闭端接到重发的FIN包后可以再发一个ACK应答包
TIME_WAIT状态的主要目的有两个：
（1）优雅的关闭TCP连接，也就是尽量保证被动关闭的一端收到它自己发出去的FIN报文的ACK确认报文；
（2）处理延迟的重复报文，这主要是为了避免前一个连接的报文干扰后一个连接
TIME_WAIT状态要维持2MSL：
（1）为了保证A发送的最后一个ACK报文能够到达B。这个ACK报文段有可能丢失，因而使处在LAST-ACK状态的B收不到对已发送的FIN+ACK报文段的确认。B会超时重传这个FIN+ACK报文段，而A就能在2MSL时间内收到这个重传的FIN+ACK报文段。
如果A在TIME-WAIT状态不等待一段时间，而是在发送完ACK报文段后就立即释放连接，就无法收到B重传的FIN+ACK报文段，因而也不会再发送一次确认报文段。这样，B就无法按照正常的步骤进入CLOSED状态。
（2）A在发送完ACK报文段后，再经过2MSL时间，就可以使本连接持续的时间所产生的所有报文段都从网络中消失。这样就可以使下一个新的连接中不会出现这种旧的连接请求的报文段。
大量TIME_WAIT造成的影响：
主要可能出现在高并发短连接的TCP服务器上，当服务器处理完请求后主动正常关闭，这个场景会出现大量的socket处于TIME_WAIT状态。如果这个时候客户端的并发量很高，此时客户端就会显示连接不上。
高并发：高并发可以让服务器在短时间范围内同时占用大量端口，而端口有个0~65535的范围，并不是很多，刨除系统和其他服务要用的，剩下的就更少了。
短连接：短连接表示“业务处理+传输数据的时间 远远小于 TIMEWAIT超时的时间”的连接。
TIME_WAIT过多：打开TIME_WAIT重用和快速回收
快速回收：设置无需等待2MSL的时间，一般是等待一个重传时间就回收，可能无法处理延迟的报文
重用：重新给新的连接使用
四、相关习题
（1） 为什么需要三次握手，两次不行吗？
我们需要先弄明白三次握手的目的是什么，能不能只用两次握手来达到同样的目的。
第一次握手：客户端发送网络包，服务端收到了。
服务端就能得出结论：客户端的发送能力、服务端的接收能力是正常的。
第二次握手：服务端发包，客户端收到了。
客户端就能得出结论：服务端的接收、发送能力，客户端的接收、发送能力是正常的。不过此时服务器并不能确认客户端的接收能力是否正常。
第三次握手：客户端发包，服务端收到了
服务端就能得出结论：客户端的接收、发送能力正常，服务器自己的发送、接收能力也正常。
因此，需要三次握手才能确认双方的接收与发送能力是否正常。然后才会建立连接，进行数据传输
如果是用两次握手，则会出现下面这种情况：
如客户端发出连接请求，但因连接请求报文丢失而未收到确认，于是客户端再重传一次连接请求。后来收到了确认，建立了连接。数据传输完毕后，就释放了连接，客户端共发出了两个连接请求报文段，其中第一个丢失，第二个到达了服务端，但是第一个丢失的报文段只是在某些网络结点长时间滞留了，延误到连接释放以后的某个时间才到达服务端，此时服务端误认为客户端又发出一次新的连接请求，于是就向客户端发出确认报文段，同意建立连接，不采用三次握手，只要服务端发出确认，就建立新的连接了，此时客户端忽略服务端发来的确认，也不发送数据，则服务端一致等待客户端发送数据，浪费资源
（2）什么是半连接队列？
服务器第一次收到客户端的 SYN 之后，就会处于 SYN_RCVD 状态，此时双方还没有完全建立其连接，服务器会把此种状态下请求连接放在一个队列里，我们把这种队列称之为半连接队列。
（3）三次握手过程中可以携带数据吗？
其实第三次握手的时候，是可以携带数据的。但是，第一次、第二次握手不可以携带数据
为什么这样呢?大家可以想一个问题，假如第一次握手可以携带数据的话，如果有人要恶意攻击服务器，那他每次都在第一次握手中的 SYN 报文中放入大量的数据。因为攻击者根本就不理服务器的接收、发送能力是否正常，然后疯狂着重复发 SYN 报文的话，这会让服务器花费很多时间、内存空间来接收这些报文。也就是说，第一次握手不可以放数据，其中一个简单的原因就是会让服务器更加容易受到攻击了。而对于第三次的话，此时客户端已经处于 ESTABLISHED 状态。对于客户端来说，他已经建立起连接了，并且也已经知道服务器的接收、发送能力是正常的了，所以能携带数据也没啥毛病。
（4）SYN 攻击是什么？
服务器端的资源分配是在二次握手时分配的，而客户端的资源是在完成三次握手时分配的，所以服务器容易受到SYN洪泛攻击。SYN攻击就是Client在短时间内伪造大量不存在的IP地址，并向Server不断地发送SYN包，Server则回复确认包，并等待Client确认，由于源地址不存在，因此Server需要不断重发直至超时，这些伪造的SYN包将长时间占用未连接队列，导致正常的SYN请求因为队列满而被丢弃，从而引起网络拥塞甚至系统瘫痪。SYN 攻击是一种典型的 DoS/DDoS 攻击。
（5）挥手为什么需要四次？
因为当服务端收到客户端的SYN连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时，当服务端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉客户端，“你发的FIN报文我收到了”。只有等到我服务端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四次挥手。
其他内容学习可参考：三次握手，四次挥手
五、面试题
- 三次握手，四次挥手（阿里）
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以上是关于带你完整复习三次握手和四次挥手的相关知识点的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章