TCP三次握四次挥手里seq和ack号的【正确】理解

1 理论知识

先上一张图，TCP/IP详解第18章的这张图描述了一个正常的三次握手和四次挥手的状态迁移，以及seq、ack序号的变化。

基本状态看图就能了解，本文主要围绕序号的变化进行讲解。

1）seq序号

seq的初始值在不同系统实现不一样，一般为随时间增长的值。当seq超过4字节存储空间后从0开始。

在某个方向上传输N个字节的数据，序列号就+N，因此seq用于确认在某个方向上传输的字节数。

如果传输的数据字节为0，即只有首部，那序列号还增加吗？当syn 或 fin被置1，虽然报文里长度为0，计算ACK时我们可以认为其长度为1。其他情况（如只有ack）不增加。

2）ack序列号

只有ack标志置1才有效。在TCP交互的整个周期，除了syn包外其他所有包ack都被置1。

ack序列号是上个报文的序列号+已经成功收到数据长度，比如上次成功接收了seq为1，长度为1000的数据，发送的ack序号为1001，表示我seq1000以前的数据我已经成功接收了，我对序列号1001开始的数据感兴趣。

2 实例

这是一次http交互的一个例子。①~③为三次握手，④~⑥为数据传送阶段，⑦~⑨为四次挥手过程（这里实际只有三个包，因为⑧结合了fin和ack两个步骤）。

我们看第一个包的seq和ack都是0，这是wireshark为了方便阅读将序号重0开始计算（没有改变实际值），我们看到有字段里有两个带RAW的字段，它们才是序号真实的值。

注：

1）在下面的解析中，我们不会使用raw的值，但为了说明不是从0开始，我们取整数10000和20000作为两端seq的初始值。

2）192.168.31.21记为A，211.158.235.30记为B。

2.1 三次握手过程

序号变化（假设从10000和20000作为初始值）：

① 首先A向B发一个SYN包，告诉B请求建立连接。seq为初始化的随机值（如何初始化和系统具体实现有关），这里假设为10000，此时ACK序号为0。

② B收到后会发一个对SYN包的确认包(SYN+ACK)回去，表示对第一个SYN包的确认，并继续握手操作。

此时B也以一个随机值来初始化seq（与A无关），这里假设为20000。B的ACK是A的seq加1，即10000＋1＝10001。表示你的请求我已收到，我这方的序号就从20000开始，由于你的syn包消耗了1字节，我期望下一个收到的序列号从10001开始。

③ A收到SYN+ACK 包后回一个确认包(ACK)通知B连接已建立。

它的seq是上个请求（①）的seq加1，即10000＋1＝10001，当然也等于上一个包（②）的ACK，ACK是B的seq加1，即20000+1=20001，用于确认收到②（syn被置位，所以也消耗了1字节）。

至此，三次握手完成，一个TCP连接建立完成。

2.2 数据传输阶段

④ A发起Get请求，由于上一个③的len=0，且没有syn或fin标志，因此没有消耗seq的值，seq不变还是10001。ACK序号确认的还是上一个收到的②（这段期间也没有收到新的包）。

⑤ B对收到的④发出回应，告诉A我已经收到。由于上一个请求②消耗了1字节，这里seq为20001。ACK为④的seq+len=10001+183=10184。

⑥ B发送200ok，由于⑤长度为0没有消耗seq，这里seq仍然为20001，ACK序号确认的还是上一个收到的④。

2.3 四次挥手

计算过程基本相同，几个注意点是：

1）A对⑥的确认合并到第一个挥手包里了。

2）⑧将FIN和ACK原本的两次挥手合并。

⑦ 确认⑥，并发出挥手。

⑧ 确认⑦，并发出挥手。⑦长度0，但是有FIN标志，消耗1字节，ACK=10184+1=10185。

⑨ 确认⑧，虽然⑧长度为0，但是有FIN标志，消耗1字节，ACK=20155+1=20156。至此挥手完成，TCP整个生命周期结束。