面向连接的、可靠的、基于字节流的传输控制协议（TCP/IP）
前言
三次握手，四次挥手是面试中经常问到的问题，被提及的概率达到了80%，这个也是很多小伙伴的弱点，很多人在面试的时候无法正确的描述，只知道意思，所以你会听到不同版本的tcp/ip协议，有用男女朋友打电话来解释的，也有用两个人喊话来解释的，五花八门。但其实你能说明白也算是过关，我们今天来看看遇到这个问题时如何回答。
TCP报文段格式
TCP首部
TCP数据部分
6个控制位
- 紧急位URG：URG=1时，表明次报文段中有紧急数据，是高优先级的数据，应尽快传送，不用在缓存里排队，配合紧急指针字段使用
- 确认位ACK：ACK=1时确认号有效，在连接建立后所有传送的报文段都必须把ACk置为1
- 推送位PSH：PSH=1时，接收方尽快交付接收应用进程，不再等到缓存填满再向上交付
- 复位RST：RST=1时，表明TCP连接中出现严重差错，必须释放连接，然后再重新建立传输连接
- 同步位SYN：SYN=1时，表明是一个连接请求/连接接受报文
- 终止位FIN：FIN=1时，表明此报文段发送方数据已发完，要求释放连接
三次握手流程
1. 标准版
在TCP/IP协议中，TCP协议提供可靠的连接服务，采用三次握手建立一个连接。
- 第一次握手：建立连接时，客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认。
- 第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态。
- 第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。
完成三次握手，客户端与服务器开始传送数据
2. 简单版
首先A向B发SYN（同步请求），然后B回复SYN+ACK（同步请求应答），最后A回复ACK确认，这样TCP的一次连接（三次握手）的过程就建立了。
为什么是四次挥手？
这是因为当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Client端发送FIN报文仅仅表示它不再发送数据了但是还能接收数据，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。
四次挥手过程
刚开始双方都处于 establised（已建立） 状态，假如是客户端先发起关闭请求，则：
- 第一次挥手：客户端发送一个 FIN 报文，报文中会指定一个序列号。此时客户端处于CLOSED_WAIT1状态。
- 第二次挥手：服务端收到 FIN 之后，会发送 ACK 报文，且把客户端的序列号值 + 1 作为 ACK 报文的序列号值，表明已经收到客户端的报文了，此时服务端处于 CLOSE_WAIT2状态。
- 第三次挥手：如果服务端也想断开连接了，和客户端的第一次挥手一样，发给 FIN 报文，且指定一个序列号。此时服务端处于 LAST_ACK 的状态。
- 第四次挥手：客户端收到 FIN 之后，一样发送一个 ACK 报文作为应答，且把服务端的序列号值 + 1 作为自己 ACK 报文的序列号值，此时客户端处于 TIME_WAIT 状态。需要过一阵子以确保服务端收到自己的 ACK 报文之后才会进入 CLOSED 状态
服务端收到 ACK 报文之后，就处于关闭连接了，处于 CLOSED 状态。
原理图
连接建立
SNY洪泛攻击
重传
连接释放
关于TCP/IP的面试补充
TCP（传输控制协议）和IP（网际协议） 是最先定义的两个核心协议，所以才统称为TCP/IP协议族
ISN： 发送方的字节数据编号的原点，让对方产生一个合法的接收窗口
1. 三次握手中第一次可以携带数据吗？
答： 不可以，三次握手还没有完成不能携带数据。
2. 为什么必须要三次握手，两次可以吗？
答： 不可以。
第一次握手：客户端发送网络包，服务端收到了。这样服务端就能得出结论：客户端的发送能力、服务端的接收能力是正常的。
第二次握手：服务端发包，客户端收到了。这样客户端就能得出结论：服务端的接收、发送能力，客户端的接收、发送能力是正常的。不过此时服务器并不能确认客户端的接收能力是否正常。
第三次握手：客户端发包，服务端收到了。这样服务端就能得出结论：客户端的接收、发送能力正常，服务器自己的发送、接收能力也正常。
因此，需要三次握手才能确认双方的接收与发送能力是否正常。
3. 三次握手的作用
- 确认服务器端和客户端的发送及接收能力正常
- 指定自己的初始化序列号，为后面的可靠传输做准备
- 如果是https协议，三次握手过程中还会进行数字证书的验证
4. TCP的作用
- TCP 是面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
- TCP 是一个工作在传输层的可靠数据传输的服务，它能确保接收端接收的网络包是无损坏、无间隔、非冗余和按序的。
