深度剖析TCP/IP三次握手,四次断开

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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，如图 1 所示。  
（ 1 ）第一次握手：建立连接时，客户端 A 发送 SYN 包（ SYN=j ）到服务器 B ，并进入 SYN_SEND 状态，等待服务器 B 确认。  
（ 2 ）第二次握手：服务器 B 收到 SYN 包，必须确认客户 A 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 B 进入 SYN_RECV 状态。  
（ 3 ）第三次握手：客户端 A 收到服务器 B 的 SYN ＋ ACK 包，向服务器 B 发送确认包 ACK （ ACK=k+1 ），此包发送完毕，客户端 A 和服务器 B 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。  

 

 

 

 

 
                               图 1 TCP 三次握手建立连接  
由于 TCP 连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭。这个原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN 来终止这个方向的连接。收到一个 FIN 只意味着这一方向上没有数据流动，一个 TCP 连接在收到一个 FIN 后仍能发送数据。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方执行被动关闭。  
（ 1 ）客户端 A 发送一个 FIN ，用来关闭客户 A 到服务器 B 的数据传送（报文段 4 ）。  
（ 2 ）服务器 B 收到这个 FIN ，它发回一个 ACK ，确认序号为收到的序号加 1 （报文段 5 ）。和 SYN 一样，一个FIN 将占用一个序号。  
（ 3 ）服务器 B 关闭与客户端 A 的连接，发送一个 FIN 给客户端 A （报文段 6 ）。  
（ 4 ）客户端 A 发回 ACK 报文确认，并将确认序号设置为收到序号加 1 （报文段 7 ）。  
TCP 采用四次挥手关闭连接如图 2 所示。  

  
                               图 2  TCP 四次挥手关闭连接  
1 ．为什么建立连接协议是三次握手，而关闭连接却是四次握手呢？  
这是因为服务端的 LISTEN 状态下的 SOCKET 当收到 SYN 报文的建连请求后，它可以把 ACK 和 SYN （ ACK 起应答作用，而 SYN 起同步作用）放在一个报文里来发送。但关闭连接时，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。  
2 ．为什么 TIME_WAIT 状态还需要等 2MSL 后才能返回到 CLOSED 状态？  
这是因为虽然双方都同意关闭连接了，而且握手的 4 个报文也都协调和发送完毕，按理可以直接回到 CLOSED 状态（就好比从 SYN_SEND 状态到 ESTABLISH 状态那样）；但是因为我们必须要假想网络是不可靠的，你无法保证你最后发送的 ACK 报文会一定被对方收到，因此对方处于 LAST_ACK 状态下的 SOCKET 可能会因为超时未收到 ACK 报文，而重发 FIN 报文，所以这个 TIME_WAIT 状态的作用就是用来重发可能丢失的 ACK 报文