TCP的3次握手和4次挥手
TCP的3次握手和4次挥手
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TCP Flags：
TCP首部中有6个标志比特，主要用于操控TCP的状态机的，依次为URG, ACK, PSH, RST, SYN, FIN，每个标志位的含义如下：
- URG：此标志表示TCP包的紧急指针域有效，用来保证TCP连接不被终端，并且督促中间层设备要尽快处理这些数据；
- ACK：此标志表示应答有效，1的时候表示应答有效，反之为0；
- PSH：此标志位表示Push操作。就是说数据包到达接收端以后，立即传送给应用程序，而不是在缓冲区中排队；
- RST：此标志位表示复位请求。用来复位那些产生错误的连接，也用来拒绝错误和非法的数据包；
- SYN：表示同步序号，用来建立连接。SYN与ACK搭配使用，
- 当连接请求的时候，SYN=1，ACK=0；
- 当连接被响应的时候，SYN=1，ACK=1；
- FIN：表示发送端已经达到数据末尾，也就是双方的数据传送完成，没有数据可以传送了。
3次握手
TCP四面向连接的，双方在发送数据之前要先建立一个可靠的连接。三次握手的目的是同步连接双方的序列号和确认号并交换TCP窗口大小信息。
- 第一次握手：建立连接。客户端发送请求报文段，SYN=1，Sequence Number为x；然后客户端进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；
- 第二次握手：服务器收到SYN报文段，需要对这个报文段进行确认，设置Acknowledge Number为x+1;同时自己也要打出SYN请求信息，SYN=1，Sequence Number设为y，服务器进入SYN_RECV状态；
- 第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK报文段。然后将Acknowledge Number设为y+1，并发送Ack报文段，这个报文段发送以后，客户端和服务器都进入ESTABLISHED状态，完成了TCP的三次握手。
为什么要3次握手？
防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端，产生错误。
什么意思呢？
设想这样一种情况：client发出的第一个请求报文段并没有丢失，而是在网络中滞留了，以致于延误到连接释放以后的某个时间才到达server。本来这是一个早已经失效的请求，但server收到以后误以为是client又心法了一个连接请求，就会同意连接，发送ack确认报文，这时：
- 如果是2次握手，这样client和server之间就建立起了一条信道，并一直等待client发送数据过来，server就会浪费很多资源；
- 而如果是3次握手，client收到server发送的对自己已经失效的报文段的ack确认报文，边不予理睬。server由于没有收到确认，就知道client并没有请求建立连接了。
所以，3次握手的目的就是，为了防止server一直等待而浪费资源。
4次挥手
当客户端和服务器数据传送完毕后，肯定要断开他们之间的连接，而断开连接时需要4次挥手：
- 第一次挥手：客户端设置Sequence Number和Acknowledge Number，并向服务器发送一个FIN报文段，这是，客户端进入FIN_WAIT_1状态，表示客户端没有数据要发送给服务器了；
- 第二次挥手：服务器收到了客户端发来的FIN报文段，向客户端发送一个ACK(Seq+1)报文段，客户端进入FIN_WAIT_2状态，也就是服务器同意客户端的关闭请求；
- 第三次挥手：服务器向客户端发送FIN报文段，请求关闭连接，同时服务器进入CLOSE_WAIT状态；
- 第四次挥手：客户端收到服务器发送的FIN报文段，向服务器发送ACK报文段，然后客户端进如TIME_WAIT状态；服务器收到客户端发来的ACK报文段之后，就关闭连接；此时，客户端等待2MSL后依然没有收到回复，则证明服务器已正常关闭，所以客户端也可以关闭连接了。
TCP是全双工模式，当客户端发出FIN报文段时，只是表示客户端没有数据要发送了，所以客户端向服务器发送FIN，告诉服务器它的数据已经全部发送完了；但这个时候客户端还是可以接收来自服务器的数据；
当服务器返回ACK报文段时，表示它已经知道客户端没有数据发送了，但服务器还是可以向客户端发送数据的；
当服务器发送FIN给客户端时，表示服务器也没有数据要发送了，之后客户端收到服务器的FIN报文段时也会返回ACK报文段，结束这次传输。
为什么要4次挥手？
- FIN_WAIT_1：当SOCKET在ESTABLISHED状态时，它想主动关闭连接，想对方发送了FIN请求，于是该SOCKET进入FIN_WAIT_1状态；
- FIN_WAIT_2：当收到对方回应的ACK报文段时，就会进入到FIN_WAIT_2状态。该状态下的SOCKET表示半连接，即有以防要求close连接。但另外还告诉主动方，我这边还有一点数据要发送，稍后再关闭连接。
- CLOSE_WAIT：等待关闭。当主动方发送一个FIN报文段过来时，被动方毫无疑问要发送一个ACK确认报文段，被动方就进入到CLOSE_WAIT状态。然后看自己是否还有数据要发送，如果也没有数据了，则也可以发送FIN报文段给主动方，关闭连接；
- LAST_ACK：指被动方发送了FIN报文段之后，等待对方的ACK时的状态；
- TIME_WAIT：表示收到了对方的FIN报文段，并发出了ACK报文，等待2MSL后就可以回到CLOSED状态了。
