TCP三次握手和四次挥手详解
TCP报文格式
在了解三次握手和四次挥手之前，先知道TCP报文内部包含了哪些东西。
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TCP报头中的源端口号和目的端口号同IP数据报中的源IP与目的IP唯一确定一条TCP连接。TCP在发送数据前必须在彼此间建立连接，这里连接意思是：双方需要内保存对方信息（例如：IP，Port…）
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报文主要段的意思
序号：表示发送的数据字节流，确保TCP传输有序，对每个字节编号
确认序号：发送方期待接收的下一序列号，接收成功后的数据字节序列号加 1。只有ACK=1时才有效。
ACK：确认序号的标志，ACK=1表示确认号有效，ACK=0表示报文不含确认序号信息
SYN：连接请求序号标志，用于建立连接，SYN=1表示请求连接
FIN：结束标志，用于释放连接，为1表示关闭本方数据流
三次握手
三次握手过程
建立TCP连接时，需要客户端和服务器共发送3个包。
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第一次：客户端发送初始序号x和syn=1请求标志
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第二次：服务器发送请求标志syn，发送确认标志ACK，发送自己的序号seq=y，发送客户端的确认序号ack=x+1
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第三次：客户端发送ACK确认号，发送自己的序号seq=x+1，发送对方的确认号ack=y+1
三次握手过程分析：
- 第一次：客户端发送请求到服务器，服务器知道客户端发送，自己接收正常。SYN=1,seq=x
- 第二次：服务器发给客户端，客户端知道自己发送、接收正常，服务器接收、发送正常。ACK=1,ack=x+1,SYN=1,seq=y
- 第三次：客户端发给服务器：服务器知道客户端发送，接收正常，自己接收，发送也正常.seq=x+1,ACK=1,ack=y+1
四次挥手
四次挥手过程
- 第一次挥手：客户端发出释放FIN=1，自己序列号seq=u，进入FIN-WAIT-1状态
- 第二次挥手：服务器收到客户端的后，发出ACK=1确认标志和客户端的确认号ack=u+1，自己的序列号seq=v，进入CLOSE-WAIT状态
- 第三次挥手：客户端收到服务器确认结果后，进入FIN-WAIT-2状态。此时服务器发送释放FIN=1信号，确认标志ACK=1，确认序号ack=u+1，自己序号seq=w，服务器进入LAST-ACK（最后确认态）
- 第四次挥手：客户端收到回复后，发送确认ACK=1，ack=w+1，自己的seq=u+1，客户端进入TIME-WAIT（时间等待）。客户端经过2个最长报文段寿命后，客户端CLOSE；服务器收到确认后，立刻进入CLOSE状态。
四次挥手过程分析
- 第一次：客户端请求断开FIN,seq=u
- 第二次：服务器确认客户端的断开请求ACK,ack=u+1,seq=v
- 第三次：服务器请求断开FIN,seq=w,ACK,ack=u+1
- 第四次：客户端确认服务器的断开ACK,ack=w+1,seq=u+1
为什么要三次握手？
举例：已失效的连接请求报文段。
client发送了第一个连接的请求报文，但是由于网络不好，这个请求没有立即到达服务端，
而是在某个网络节点中滞留了，直到某个时间才到达server，本来这已经是一个失效的报文，
但是server端接收到这个请求报文后，还是会想client发出确认的报文，表示同意连接。
假如不采用三次握手，那么只要server发出确认，新的建立就连接了，但其实这个请求是失效的请求，
client是不会理睬server的确认信息，也不会向服务端发送确认的请求，但是server认为新的连接已经建立起来了，
并一直等待client发来数据，这样，server的很多资源就没白白浪费掉了，采用三次握手就是为了防止这种情况的发生，
server会因为收不到确认的报文，就知道client并没有建立连接。这就是三次握手的作用。
为什么要四次挥手？
为了确保数据能够完成传输。
关闭连接时，当收到对方的FIN报文通知时，它仅仅表示对方没有数据发送给你了；但未必你所有的数据都全部发送给对方了，
所以你可以未必会马上会关闭SOCKET,也即你可能还需要发送一些数据给对方之后，再发送FIN报文给对方来表示你同意现在可以关闭连接了，
所以它这里的ACK报文和FIN报文多数情况下都是分开发送的。
可能有人会有疑问，tcp我握手的时候为何ACK(确认)和SYN(建立连接)是一起发送。挥手的时候为什么是分开的时候发送呢？
因为当Server端收到Client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Server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Client端，"你发的FIN报文我收到了"。只有等到我Server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。故需要四步挥手。
