TCP协议的三次捂手与四次挥手

1，网络协议：

　　国际标准化组织（International Standard Organization,ISO）公布了开放系统互连参考模型（OSI/RM）。OSI/RM是一种分层的体系结构，参考模型共有7层。
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)作为Internet的核心协议。它是个协议族，包含多种协议。
分层的基本想法是每一层都在它的下层提供的服务基础上提供更高级的增值服务，而最高层提供能运行分布式应用程序的服务。

2，tcp（Transmission Control Protocol，传输控制协议）

TCP是一种面向连接（连接导向）的、可靠的基于字节流的传输层通信协议。TCP将用户数据打包成报文段，它发送后启动一个定时器，另一端收到的数据进行确认、对失序的数据重新排序、丢弃重复数据。
TCP的特点有：

• TCP是面向连接的运输层协议
• 每一条TCP连接只能有两个端点，每一条TCP连接只能是点对点的
• TCP提供可靠交付的服务
• TCP提供全双工通信。数据在两个方向上独立的进行传输。因此，连接的每一端必须保持每个方向上的传输数据序号。
• 面向字节流。面向字节流的含义：虽然应用程序和TCP交互是一次一个数据块，但TCP把应用程序交下来的数据仅仅是一连串的无结构的字节流。
  
  1）Source Port（源端口号）：数据发起者的端口号，16bit。
  2）Destination Port（目的端口号）：数据接收者的端口号，16bit。
  3）Sequence Number（顺序号码，Seq）：用于在数据通信中解决网络包乱序（reordering）问题，以保证应用层接收到的数据不会因为网络上的传输问题而乱序（TCP会用这个顺序号码来拼接数据），32bit。
  4）Acknowledgment Number（确认号码，ack）：是数据接收方期望收到发送方在下一个报文段的顺序号码（Seq），因此确认号码应当是上次已成功收到顺序号码（Seq）加1，32bit。
  5）Offset（TCP报文头长度)：用于存储报文头中有多少个32bit(上图的一行)，存储长度为4bit，最大可表示（2³⁺²2+2^1+1）32bit=60bytes的报文头。最小取值5，532bit=20bytes。
  6）Reserved（保留）：6bit, 均为0
  7）TCP Flags（TCP标志位）每个长度均为1bit
  　　CWR：压缩，TCP Flags值0x80。
  　　ECE：拥塞，0x40。
  　　URG：紧急，0x20。当URG=1时，表示报文段中有紧急数据，应尽快传送。
  　　ACK：确认，0x10。当ACK = 1时，代表这是一个确认的TCP包，取值0则不是确认包。
  　　PSH：推送，0x08。当发送端PSH=1时，接收端尽快的交付给应用进程。
  　　RST：复位，0x04。当RST=1时，表明TCP连接中出现严重差错，必须释放连接，再重新建立连接。
  　　SYN：同步，0x02。在建立连接是用来同步序号。SYN=1， ACK=0表示一个连接请求报文段。SYN=1，ACK=1表示同意建立连接。
  　　FIN：终止，0x01。当FIN=1时，表明此报文段的发送端的数据已经发送完毕，并要求释放传输连接。
  8）窗口：用来控制对方发送的数据量，通知发放已确定的发送窗口上限。
  9）检验和：该字段检验的范围包括头部和数据这两部分。由发端计算和存储，并由收端进行验证。
  10）紧急指针：紧急指针在URG=1时才有效，它指出本报文段中的紧急数据的字节数。
  11）TCP选项：长度可变，最长可达40字节
  备注：ISN（Inital Sequence Number）：初始化Sequence Number，发生在建立连接时。

2.1，TCP协议中的三次握手和四次挥手:

三次握手可以理解成：
　　有我打电话给你你没看到，一会之后你又打电话给我问什么事，我再给你说我有什么什么事
四次挥手可以理解成：
　　我给你说我不想再要你送的东西了，你说不行啊还有很多没有送完（继续在送），（送完啦）你说已经把所有东西都送给我啦，我说我收到了那就结束吧-----------
特别注意
Seq：是发送方当前报文的顺序号码。
ack：是发送方期望对方在下次返回报文中给回的Seq。
建立连接需要三次握手

• 第一次握手：客户端向服务端发送连接请求包，标志位SYN（同步序号）置为1，顺序号码为X=0。
• 第二次握手：服务端收到客户端发过来报文，由SYN=1知道客户端要求建立联机，则为这次连接分配资源。
  并向客户端发送一个SYN和ACK都置为1的TCP报文，设置初始顺序号码Y=0，将确认序号(ack)设置为上一次客户端发送过来的顺序号(Seq)加1，即X+1 = 0+1=1。
• 第三次握手：客户端收到服务端发来的包后检查确认号码(ack)是否正确，即第一次发送的Seq加1（X+1=1）。以及标志位ACK是否为1。若正确，服务端再次发送确认包，ACK标志位为1，SYN标志位为0。确认号码(ack)=Y+1=0+1=1，发送顺序号码(Seq)为X+1=1。Server收到后确认号码值与ACK=1则连接建立成功，可以传送数据了。

断开连接需要四次挥手
提醒：中断连接端可以是Client端，也可以是Server端。只要将下面两角色互换即可。

• 第一次挥手：客户端给服务端发送FIN报文，用来关闭客户端到服务端的数据传送。将标志位FIN和ACK置为1，顺序号码为X=1，确认号码为Z=1。意思是说”我Client端没有数据要发给你了，但是如果你还有数据没有发送完成，则不必急着关闭Socket，可以继续发送数据。所以你先发送ACK过来。”
• 第二次挥手：服务端收到FIN后，发回一个ACK(标志位ACK=1),确认号码为收到的顺序号码加1，即X=X+1=2。顺序号码为收到的确认号码=Z。意思是说“你的FIN请求我收到了，但是我还没准备好，请继续你等我的消息" 这个时候客户端就进入FIN_WAIT状态，继续等待服务端的FIN报文。
• 第三次挥手：当服务端确定数据已发送完成，则向客户端发送FIN报文，关闭与客户端的连接。标志位FIN和ACK置为1，顺序号码为Y=1，确认号码为X=2。意思是告诉Client端“好了，我这边数据发完了，准备好关闭连接了。”
• 第四次挥手：客户端收到服务器发送的FIN之后，发回ACK确认(标志位ACK=1),确认号码为收到的顺序号码加1，即Y+1=2。顺序号码为收到的确认号码X=2。意思是“我Client端知道可以关闭连接了，但是我还是不相信网络，怕 Server端不知道要关闭，所以发送ACK后进入TIME_WAIT状态，如果Server端没有收到ACK则可以重传。Client端等待了2MSL后依然没有收到回复，则证明Server端已正常关闭，那好，我Client端也可以关闭连接了。“（在TIME_WAIT状态中，如果TCP client端最后一次发送的ACK丢失了，它将重新发送。TIME_WAIT状态中所需要的时间是依赖于实现方法的。典型的值为30秒、1分钟和2分钟。等待之后连接正式关闭，并且所有的资源(包括端口号)都被释放。）

为什么关闭的时候却是四次挥（握）手？
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。故需要四步握手。

3，备注:

　　这个文章是我在我电脑上网络协议.doc文件看到的，他让我理解了tcp，我犹豫要不要把他发出来，因为他的原创并不是我，我也不知道是谁。