面试连环炮系列（四）：说说TCP的三次握手过程

1. 说说TCP三次握手的过程？

   1. 第一次握手：Client将标志位SYN置为1，随机产生一个值seq=J，并将该数据包发送给Server，Client进入SYN_SENT状态，等待Server确认。
   2. 第二次握手：Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接，Server将标志位SYN和ACK都置为1，ack=J+1，随机产生一个值seq=K，并将该数据包发送给Client以确认连接请求，Server进入SYN_RCVD状态。
   3. 第三次握手：Client收到确认后，检查ack是否为J+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=K+1，并将该数据包发送给Server，Server检查ack是否为K+1，ACK是否为1，如果正确则连接建立成功，Client和Server进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后Client与Server之间可以开始传输数据了。

2. TCP的报文格式是怎么样的？
   重要字段：

   1. 序号：Seq序号，占32位，用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流，发起方发送数据时对此进行标记。
   2. 确认序号：Ack序号，占32位，只有ACK标志位为1时，确认序号字段才有效，Ack=Seq+1。
   3. 标志位：共6个，即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等，具体含义如下：
      1. URG：紧急指针（urgent pointer）有效。
      2. ACK：确认序号有效。
      3. PSH：接收方应该尽快将这个报文交给应用层。
      4. RST：重置连接。
      5. SYN：发起一个新连接。
      6. FIN：释放一个连接。

3. 为什么要三次握手，两次不可以吗？
   为了实现可靠数据传输，TCP协议的通信双方都必须维护一个序列号，以标识发送出去的数据包中，哪些是已经被对方收到的。三次握手的过程即是通信双方相互告知序列号起始值， 并确认对方已经收到了序列号起始值的必经步骤。如果只是两次握手，至多只有连接发起方的起始序列号能被确认，另一方选择的序列号则得不到确认.

4. 如果已经建立了连接，但是客户端突然出现故障了怎么办？
   客户端如果出现故障，服务器不能一直等下去，白白浪费资源。服务端有一个保活计时器，每收到一次客户端的请求后都会重新复位这个计时器，时间通常是设置为2小时，若两小时还没有收到客户端的任何数据，服务器就会发送一个探测报文段，以后每隔75秒钟发送一次。若一连发送10个探测报文仍然没反应，服务器就认为客户端出了故障，就关闭连接。

5. 再说说TCP的四次挥手的过程？
   由于TCP连接时全双工的，每个方向都必须要单独进行关闭，这一原则是当一方完成数据发送任务后，发送一个FIN来终止这一方向的连接，收到一个FIN只是意味着这一方向上没有数据流动了，即不会再收到数据了，但是在这个TCP连接上仍然能够发送数据，直到这一方向也发送了FIN。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方则执行被动关闭。

   1. 第一次挥手：Client发送一个FIN，用来关闭Client到Server的数据传送，Client进入FIN_WAIT_1状态。
   2. 第二次挥手：Server收到FIN后，发送一个ACK给Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号），Server进入CLOSE_WAIT状态。
   3. 第三次挥手：Server发送一个FIN，用来关闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK状态。
   4. 第四次挥手：Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给Server，确认序号为收到序号+1，Server进入CLOSED状态，完成四次挥手。

6. 为什么要四次挥手，三次不可以吗？
   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。

参考(部分摘抄的文字版权属于原作者)：

https://blog.csdn.net/qq_38950316/article/details/81087809
https://www.cnblogs.com/Qing-840/p/9283367.html
https://blog.csdn.net/lengxiao1993/article/details/82771768

鸡汤：倒霉的时候，要悄悄熬过去，不要声张，否则会留下笑柄。