三次握手 四次挥手

1.什么是三次握手，四次挥手

TCP是一种面向连接的单播协议，在发送数据前，通信双方必须在彼此间建立一条连接。在连接的建立过程中，双方需要交换一些连接的参数。这些参数可以放在TCP头部。TCP提供了一种可靠、面向连接、字节流、传输层的服务，采用3次握手建立一个连接。采用4次挥手来关闭一个连接。

TCP服务模型：

一个TCP连接由一个4元组构成，分别是两个IP地址和两个端口号。一个TCP连接通常分为三个阶段：启动、数据传输、退出（关闭）。

当TCP接收到另一端的数据时，它会发送一个确认，但这个确认不会立即发送，一般会延迟一会儿。ACK是累积的，一个确认字节号N的ACK表示所有直到N的字节（不包括N）已经成功被接收了。这样的好处是如果一个ACK丢失，很可能后续的ACK就足以确认前面的报文段了。

一个完整的TCP连接是双向和对称的，数据可以在两个方向上平等地流动。给上层应用程序提供一种双工服务。一旦建立了一个连接，这个连接的一个方向上的每个TCP报文段都包含了相反方向上的报文段的一个ACK。

序列号的作用是使得一个TCP接收端可丢弃重复的报文段，记录以杂乱次序到达的报文段。

序列号seq：占4个字节，用来标记数据段的顺序，TCP把连接中发送的所有数据字节都编上一个序号，第一个字节的编号由本地随机产生；给字节编上序号后，就给每一个报文段指派一个序号；序列号seq就是这个报文段中的第一个字节的数据编号。

todo:搞懂序列号seq,ack,syn等

2.三次握手

刚开始客户端处于closed的状态，服务端处于listen状态：

1.第一次握手：客户端发送给服务端一个SNS报文，并指明客户端的初始序列号ISN(c)。此时客户端处于SYN_SEND状态

2.第二次握手：服务器收到客户端的SYN报文后，会以自己的SYN报文作为应答，并且也是指定了自己的序列号ISN(s),同时把客户端的ISN+1作为ACK的值，表示自己已经收到了客户端SYN，此时服务器处于SYN_REVD的状态。

3.第三次握手：客户端接收到SYN报文后，会发送一个ACK报文，把服务器的ISN+1作为ACK的值，表示已经收到服务端SYN报文，此时客户端处于establish状态。

4.服务器收到ACK报文后，也处于establish状态，此时，双方监理了链接。

3.四次挥手

刚开始双方都处于establish状态，假设客户端发起关闭请求：

1.第一次挥手：客户端发送一个FIN报文，报文中会制定一个序列号K,同时还包含一个ACK表示确认对方最近一次发过来的数据。此时客户端处于FIN_WAIT1状态

2.第二次挥手：服务端收到FIN之后，会发送一个ACK报文，且把客户端发送过来的的序列号（K）+1作为ACK报文的序列号，表明服务端已经收到客户端报文，此时服务端处于CLOSE_WAIT状态。

3.第三次挥手：如果服务端也想断开连接了，和客户端一样，发送FIN报文，且制定一个序列号。此时服务端处于LAST_ACK状态。

4.第四次挥手：客户端收到FIN后，一样的发送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。需要过一整子以确保服务端收到自己的ACK报文后才会进入CLOSED状态。

5.服务端收到ACK报文之后，就处于关闭连接了，处于CLOSSED状态。

4.为什么要三次握手

第一次握手：客户端发送网络包，服务端收到。这样服务端得出结论：客户端的发送能力正常，服务端接收能力正常。

第二次握手：服务端发包，客户端收到。这样客户端得出结论：服务端的接受能力正常，客户端发送能力正常。

从客户端角度看，我收到了服务端发送过来的响应，说明服务端收到了我第一次握手的网络包，并成功发送了响应数据包，这就说明，服务端的接受和发送能力正常。另一方面，我收到了服务端的响应数据包，说明我第一次发送的网络包成功到达了服务端，这样，我自己的发送和接收能力也是正常的。

第三次握手：客户端发包，服务端收到了。这样服务端就能得出结论：客户端的接收，发送能力时正常的。服务端的接送能力，接收能力也是正常的。第一，二次握手后，服务端并不知道客户端的接收能力以及自己的发送能力正常。而在第三次握手时，服务端收到了客户端第二次握手的响应。从服务端角度，我在第二次握手的响应数据发送出去了，客户端收到了。所以，我发送能力正常，而客户端接受能力正常。

5.为什么握手是三次，挥手却是四次

这是因为服务端在LISTEN状态下，收到建立连接请求的SYN报文后，把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。而关闭连接时，当收到对方的FIN报文时，仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据，己方是否现在关闭发送数据通道，需要上层应用（对方）来决定，因此，己方ACK和FIN一般都会分开发送。