网络基础-TCP三次握手四次挥手
一、TCP三次握手
名词解释：
SYN （synchronous） 同步标志位
ACK （Acknowledgement） 确认标志位
seq （Synchronize Sequence Numbers）数据包序列号
ack 期望对方继续发送的那个数据包的序列号
PS：ACK、SYN和FIN这些大写的单词表示标志位，其值要么是1，要么是0；ack、seq小写的单词表示序号。
第一次握手：客户端建立连接时，发起同步位SYN=1，并设定初始序列号值seq=x。TCP规定，SYN报文不能携带数据，且要消耗一个序号。这时，客户端进入SYN-SENT（同步已发送）状态。
第二次握手：服务端收到客户端发起的SYN同步报文后，发出SYN+ACK确认报文，SYN=1，ACK=1，同时设定本次序列号seq=y，并返回确认编号ack=x+1（第一次握手客户端发来的序列号+1）。这个报文段也不能携带数据，且消耗一个序号。此时服务器进入SYC-RCVD（同步收到）状态。（RCVD是received缩写）
第三次握手：客户端收到服务端SYN+ACK报文后，返回ACK确认报文，ACK=1，设定序列号为seq=x+1，并设定确认序号为ack=y+1。这个ACK报文可以携带数据，如果不携带数据就不消耗序号。此时客户端进入ESTABLISHED（已建立连接）状态。服务器收到客户端的确认后，也进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，开始数据传输。
通俗理解：
（1）客户端发起建立连接SYN报文，告诉服务端：开始SYN同步，我发送的数据包序列号会从seq=x开始
（2）服务端接收到客户端请求后，返回SYN和ACK报文，告诉客户端：我同意你的SYN同步，同时我也发起SYN同步，我发送的数据包序列号从seq=y开始，你发过来的数据从ack=x+1开始。
（3）客户端收到服务端的SYN+ACK报文后，返回ACK报文，告诉客户端：我同意你的请求，发给你的数据包序列号会从seq=x+1开始，你下次给我发送的数据从ack=y+1开始。至此连接建立成功
问题：为什么TCP需要三次握手？
答案：为了实现可靠数据传输，TCP协议的通信双方都要维护一个序列号，双方的序列号起始值都需要进行确认。前两次握手只有服务端确认客户端的序列号，所以我们还需要进行第三次握手，让客户端确认服务端序列号。
二、TCP四次挥手
1）客户端发出连接释放报文，并停止发送数据。报文首部FIN=1，序列号为seq=u（等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1），此时，客户端进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态。 TCP规定，FIN报文段即使不携带数据，也要消耗一个序号。
2）服务器收到连接释放报文，发出确认报文，ACK=1，ack=u+1，并且带上自己的序列号seq=v，此时，服务端就进入了CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。TCP服务器通知高层的应用进程，客户端向服务器的方向就释放了，这时候处于半关闭状态，即客户端已经没有数据要发送了，但是服务器若发送数据，客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间，也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。
3）客户端收到服务器的确认请求后，此时，客户端就进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待服务器发送连接释放报文（在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据）。
4）服务器将最后的数据发送完毕后，就向客户端发送连接释放报文，FIN=1，ack=u+1，由于在半关闭状态，服务器很可能又发送了一些数据，假定此时的序列号为seq=w，此时，服务器就进入了LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。
5）客户端收到服务器的连接释放报文后，必须发出确认，ACK=1，ack=w+1，而自己的序列号是seq=u+1，此时，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态。注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2∗∗MSL（最长报文段寿命）的时间后，当客户端撤销相应的TCB后，才进入CLOSED状态。
6）服务器只要收到了客户端发出的确认，立即进入CLOSED状态。同样，撤销TCB后，就结束了这次的TCP连接。可以看到，服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。
通俗理解：
（1）客户端发起FIN连接释放报文，停止发送数据，告诉服务端：我数据发送结束，要断开连接，数据包序列号从seq=u开始
（2）服务端接收客户端FIN释放请求，返回ACK，告诉客户端：我同意你断开连接，我这边的数据包序列号会从seq=v停止，你下次返回ack=u+1用来结束就行
（3）服务端发送完数据后，返回FIN报文给客户端，用来释放连接，告诉客户端：我数据发送结束，确认可以释放连接，我这边数据包序列号以seq=w结束（因为中间可能还传输数据，所以返回FIN报文时，会比返回ACK报文时的seq=v大），你下次发送数据以ack=u+1结束
（4）客户端接收到服务端FIN释放连接后，返回ACK确认，告诉服务端：我同意你释放连接，我的数据会从seq=u+1结束，你下次发送过来的数据以ack=w+1结束
问题：TCP为什么要四次挥手？
答案：因为数据传输是双向的，客户端传完数据后可以直接发起FIN释放连接，但是服务端可能数据还没传完，所以要先返回一个ACK确认报文，完成数据传输后再返回FIN释放连接报文
参考链接：https://www.cnblogs.com/bj-mr-li/p/11106390.html
