三次握手与四次挥手

Posted 2020-12-26 takemytime

传输层有两个协议：TCP协议和UDP协议，两者主要的区别是TCP是提供可靠服务，而UDP是提供不可靠服务。UDP没有TCP为了保证传输而进行的三次握手和四次挥手，所以UDP在效率上高于TCP，目前还应用在一些语音、视频等对丢失信息不敏感的信息传输中。

本文主要介绍一下TCP中的三次握手和四次挥手，详细介绍其流程、原理以及缺点。

 

1、三次握手

三次握手需要用到下面的标志位和数据：

 

SYN表示请求打开连接；

 

流程就是上图所示

第一次握手：客户端发送SYN=1标志符给服务器，请求与服务器建立连接，同时发送seq=x给服务器；其中x是客户端产生的，位于TCP首部中。

第二次握手：服务器收到客户端的消息后，如果确认请求便向客户端回复ACK=1标志符，表示确认请求，发送ack=x+1，用于验证序列；与此同时，服务器向客户端也发送一个建立连接请求SYN=1和序列号seq=y；

第三次握手：客户端收到了服务器发来的消息，ACK=1说明服务器确认了客服端向其发送的建立连接请求被确认，接着验证ack=x+1，确认回复的是自己发送的连接请求；收到了服务器向客户端发送的建立连接请求SYN=1，seq=y，同意建立连接，回复ACK=1，ack=y+1。

当服务器收到客户端发送的ack=y+1和ACK=1，即整个三次握手完成，可以进行TCP通信。

为什么需要三次握手？

根本原因是为了防止客户端的消息由于拥塞等原因，又重复发送一次SYN请求。由于请求实质上没有丢失，服务器之后会收到两次SYN请求。由于客户端只发送了一次请求，所以对服务器端发回的两次ACK只响应一次。在三次握手的情况下，对于第二次从服务器发出的请求，由于服务器没有再收到客户端发送的确认，服务器等待超时后就停止等待响应。如果没有三次握手，服务器端将无法获得客户端的状态，将一直等待下去，浪费大量资源。

 

 

2、四次挥手

 

四次握手可以由客户端发起，也可以由服务器端发起，所以只区分主动方和被动方。当一方发送完全部数据，即发起Fin断开请求。

第一次挥手：主动方发送请求FIN=1，表示主动方已经发送完所有的数据，这时发送最后的数据ack=Z，发送序列号seq=X；

第二次挥手：被动方收到了主动方的请求和序号，确认后断开从主动方到被动方的连接，并回复消息：ack=seq+1=X+1;并且发送序号seq=Z；被动方依旧可以继续发送数据给主动方；

第三次挥手：当被动方将所有的数据发送完成后，向主动方格发送断开连接请求FIN=1，ack是对上一次传输数据的确认，发送序号seq=Y；

第四次挥手：确认请求，断开从被动端到主动端的连接。

需要四次握手的原因：

因为在被动方收到主动方的断开请求FIN时可能还有数据需要发送，所以被动方回复主动方的确认后继续发送数据，完成数据发送后再向主动方发送请求，发送断开请求。而三次握手时由于中间不需要发送数据，所以确认和发送请求一并发送，即三次。