TCP的三次握手和四次挥手TCP基础入门 1、TCP（Transmission Control Protocol，传输控

TCP基础入门

1、TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的通信协议，数据在传输前要建立连接，传输完毕后还要断开连接。

2、客户端在收发数据前要使用 connect() 函数和服务器建立连接。建立连接的目的是保证IP地址、端口、物理链路等正确无误，为数据的传输开辟通道。

3、TCP建立连接时要传输三个数据包，俗称三次握手（Three-way Handshaking）

TCP数据报结构

①序号：Seq（Sequence Number）序号占32位，用来标识从计算机A发送到计算机B的数据包的序号，计算机发送数据时对此进行标记。 ②确认号：Ack（Acknowledge Number）确认号占32位，客户端和服务器端都可以发送，Ack = Seq + 1。 ③标志位：每个标志位占用1Bit，共有6个，分别为 URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN，具体含义如下：

URG：紧急指针（urgent pointer）有效。 ACK：确认序号有效。 PSH：接收方应该尽快将这个报文交给应用层。 RST：重置连接。 SYN：建立一个新连接。 FIN：断开一个连接。

以下是对 TCP 三次握手和四次挥手的详细解析笔记，涵盖核心流程、状态转换、关键字段作用及常见问题。

一、TCP 三次握手（建立连接）

流程图

Client                               Server
  |                                   |
  |          SYN (seq=x)              |
  | ---------------------------------> |
  |                                   | → 状态：SYN-RECEIVED
  |          SYN-ACK (seq=y, ack=x+1) |
  | <--------------------------------- |
  | ← 状态：SYN-SENT                 |
  |          ACK (ack=y+1)            |
  | ---------------------------------> |
  | ← 状态：ESTABLISHED              | → 状态：ESTABLISHED

步骤详解：

第一次握手（SYN）
- Client 发送 SYN=1 报文，随机生成初始序列号 seq=x。
- Client 进入 SYN-SENT 状态。
- 作用：协商初始序列号，探测 Server 是否可通信。
第二次握手（SYN-ACK）
- Server 收到 SYN 后，返回 SYN=1 和 ACK=1，携带自己的初始序列号 seq=y，并确认号 ack=x+1。
- Server 进入 SYN-RECEIVED 状态。
- 作用：确认 Client 的 SYN，并同步自身初始序列号。
第三次握手（ACK）
- Client 发送 ACK=1，确认号 ack=y+1。
- 双方进入 ESTABLISHED 状态，连接建立完成。
- 作用：确认 Server 的 SYN-ACK，防止历史连接干扰。

二、TCP 四次挥手（终止连接）

流程图

Client                               Server
  |                                   |
  |          FIN (seq=u)              |
  | ---------------------------------> |
  | ← 状态：FIN-WAIT-1              | → 状态：CLOSE-WAIT
  |          ACK (ack=u+1)            |
  | <--------------------------------- |
  | ← 状态：FIN-WAIT-2              |
  |                                   | → 发送剩余数据（若有）
  |          FIN (seq=v, ack=u+1)     |
  | <--------------------------------- |
  | ← 状态：TIME-WAIT               | → 状态：LAST-ACK
  |          ACK (ack=v+1)            |
  | ---------------------------------> |
  | ← 状态：CLOSED                  | → 状态：CLOSED

步骤详解：

第一次挥手（FIN）
- Client 发送 FIN=1，携带序列号 seq=u。
- Client 进入 FIN-WAIT-1 状态。
- 作用：Client 主动关闭连接，不再发送数据。
第二次挥手（ACK）
- Server 返回 ACK=1，确认号 ack=u+1。
- Server 进入 CLOSE-WAIT 状态，继续处理未完成的数据。
- Client 收到 ACK 后进入 FIN-WAIT-2 状态。
第三次挥手（FIN）
- Server 处理完数据后，发送 FIN=1，携带序列号 seq=v。
- Server 进入 LAST-ACK 状态。
- 作用：Server 主动关闭连接。
第四次挥手（ACK）
- Client 返回 ACK=1，确认号 ack=v+1。
- Client 进入 TIME-WAIT 状态（等待 2MSL 时间），最终关闭。
- Server 收到 ACK 后立即关闭。

三、核心问题解析

1. 为什么握手是三次，挥手是四次？

三次握手：Server 的 SYN 和 ACK 可合并发送（第二次握手）。
四次挥手：Server 可能仍有数据要发送，需将 ACK 和 FIN 分开发送。

2. TIME-WAIT 状态的作用？

防止旧连接的报文干扰新连接：等待 2MSL（报文最大生存时间）确保网络中残留报文失效。
确保最后一次 ACK 可靠到达：若 Server 未收到 ACK，会重发 FIN。

3. 半关闭状态（CLOSE-WAIT）

当一方发送 FIN 后，另一方可能处于 CLOSE-WAIT 状态继续发送数据，直到发送 FIN。

四、常见问题

Q1：SYN 攻击是什么？

原理：攻击者伪造大量 SYN 请求，耗尽 Server 资源。
防御：启用 SYN Cookie、限制半连接数。

Q2：为什么 Client 需要等待 2MSL？

确保 Server 收到最终 ACK，若未收到，Server 会重发 FIN，Client 可再次响应。

Q3：CLOSED 和 TIME-WAIT 的区别？

CLOSED：连接完全关闭。
TIME-WAIT：等待期间仍占用端口，防止端口快速复用导致冲突。

五、总结对比表

阶段	次数	关键字段	状态变化	核心作用
三次握手	3	SYN/ACK	SYN-SENT → ESTABLISHED	建立双向可靠连接
四次挥手	4	FIN/ACK	FIN-WAIT-1 → CLOSED	安全终止全双工连接

如果需要结合具体代码或网络抓包分析，可以进一步展开讨论。 REF：