TCP 三次握手和四次挥手

### TCP 三次握手详解 #### 一、三次握手的基本概念 TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。TCP通过三次握手来建立一个连接，这一过程是TCP协议设计中非常重要的一部分。 #### 二、三次握手的置位概念 在TCP的报头字段中，存在三个重要的标识：ACK、SYN、FIN。 - **ACK（Acknowledgement Number）**：表示确认字段，用来确认接收到的数据包。 - **SYN（Synchronize Sequence Numbers）**：位数置1，表示建立TCP连接。 - **FIN（Finish）**：位数置1，表示断开TCP连接。 #### 三、三次握手的过程说明 1. **第一次握手**：客户端向服务端发送连接请求报文，此报文段中将同步标志位SYN置1，并且携带一个初始序列号seq=x（x为随机生成的数值），表明客户端希望建立连接。 - 报文：SYN=1，seq=x 2. **第二次握手**：服务端接收到客户端的连接请求后，会回应一个SYN+ACK报文，确认客户端的序列号seq=x+1，并携带自己的初始化序列号seq=y（y为服务端随机生成的数值）。 - 报文：SYN=1，ACK=x+1，seq=y 此处的ACK=x+1是为了确认客户端的SYN报文，同时也确认了连接双方的序列号协商。 3. **第三次握手**：客户端收到服务端的SYN+ACK报文后，会发送一个ACK报文作为应答，确认号为y+1，序列号为x+1。 - 报文：ACK=y+1，seq=x+1 这一步确认了服务端的SYN+ACK报文，至此三次握手完成，连接正式建立。 ### 四次挥手详解 #### 一、四次挥手的基本概念 当数据交换完成后，TCP连接需要通过四次挥手来释放连接。这一过程与三次握手相对应，但更为复杂。 #### 二、四次挥手的过程说明 1. **第一次挥手**：客户端向服务端发送连接终止请求报文，此报文段中将结束标志位FIN置1，并携带一个序列号seq=x（x为客户端随机生成的数值），表明客户端希望断开连接。 - 报文：FIN=1，seq=x 2. **第二次挥手**：服务端接收到客户端的断开请求后，会回应一个ACK报文，确认客户端的序列号seq=x+1，并携带自己的序列号seq=y（y为服务端随机生成的数值）。 - 报文：ACK=x+1，seq=y 此处的ACK=x+1是为了确认客户端的FIN报文。 3. **第三次挥手**：服务端处理完所有数据后，也会向客户端发送连接终止请求报文，此报文段中将结束标志位FIN置1，并携带一个序列号seq=z（z为服务端随机生成的数值）。 - 报文：FIN=1，ACK=x+1，seq=z 4. **第四次挥手**：客户端收到服务端的断开请求后，会发送一个ACK报文作为应答，确认号为z+1，序列号为h（h为客户端随机生成的数值）。 - 报文：ACK=z+1，seq=h 这一步确认了服务端的FIN报文，至此四次挥手完成，连接正式释放。 ### TCP连接的11种状态解析 TCP连接在其生命周期内会经历多种状态变化： 1. **CLOSED**：初始状态，表示连接未被打开。 2. **LISTEN**：服务器创建socket后开始监听，等待客户端的连接请求。 3. **SYN_SENT**：客户端发送SYN报文后进入的状态。 4. **SYN_RCVD**：服务器收到客户端的SYN报文后发送ACK+SYN报文，此时服务器处于的状态。 5. **ESTABLISHED**：三次握手完成后，客户端和服务端均处于的状态，此时连接建立成功。 6. **FIN_WAIT1**：客户端发送FIN报文后进入的状态。 7. **CLOSE_WAIT**：服务器收到客户端的FIN报文后进入的状态。 8. **FIN_WAIT2**：客户端收到服务器的ACK后进入的状态，此时客户端等待服务器发送FIN报文。 9. **LAST_ACK**：服务器发送FIN报文后进入的状态，等待客户端的最后一个ACK报文。 10. **TIME_WAIT**：客户端发送ACK报文后进入的状态，等待2MSL时间以确保服务端收到ACK报文。 11. **CLOSING**：客户端发送了FIN，但是没有收到服务器的ACK，却收到了服务器的FIN，这种情况发生在服务器发送的ACK丢包的时候。 以上就是TCP三次握手、四次挥手及其11种状态的详细介绍。这些基础知识对于理解和分析网络通信问题至关重要。