[转载] TCP三次握手 四次挥手

TCP三次握手
TCP运输连接有三个阶段：连接建立、数据传送、连接释放
TCP连接过程通常叫做握手，握手需要客户端和服务器端交换三个报文，如下图所示
之所以需要三次握手是因为TCP是可靠传输，三次能够刚好可靠又不多余
TCP三次握手与Socket的连接过程是相关联对应的，Socket就是对于TCP/IP的封装么
客户端有CLOSED、SYN-SEND、ESTABLISHED三种状态
客户端有CLOSED、LISTEN、SYN-RCVD、ESTABLISHED四种状态
服务器会首先创建连接，并且进入监听等待阶段，等待客户端的请求
当需要发送请求时，浏览器客户端主动打开连接，然后服务器被动打开连接

连接过程
客户端在需要时，向服务器发起请求连接报文，发出后状态从CLOSED转换为SYN-SEND 同步-已发送状态
服务器一直处于LISTEN状态，接收到请求后，对客户端的请求进行回应，转换为SYN-RCVD，同步-已收到状态
客户端收到服务器的回应后，状态转换为ESTABLISHED，并且再次向服务器发送确认
服务器收到客户端的确认之后，服务器也转换为ESTABLISHED状态，完成了连接
发出消息或者收到消息后状态才会进行切换
客户端与服务器的握手是一个往复确认的过程
客户端：发出确认请求，SYN=1，seq=x，你听得到么，我想建立连接（SYN=1），我的序号是x（seq=x）
服务器：对请求进行确认，也就是回应，我听到了（ACK=1，ack=x+1），你听得到么（SYN=1），我的序号是y（seq=y）
客户端：对服务器的回应进行确认，我听到了（ACK=1，ack=y+1），我的序号是x+1
IP数据报经过运输层需要分段发送，所以在TCP的处理过程中，有序号的概念
比如客户端说我要从666号开始，发送100个数据，服务器说，我是从888号开始回应的
上面的seq=x 和 seq=y seq=x+1（上一个seq=x，下一个自然就是seq=x+1了）都是各自的序号
握手的过程就是SYN seq ACK ack的来回确认
SYN ACK是头部的字段，可以理解为标志位，协议中有对他们的值有具体的规定
ack就是确认号，确认号是期望收到的对方的下一个报文段的第一个数据字节的序号，也就是收到的序号+1
否则随便一个，怎么对得上号

为什么要三次握手？
如果不是三次握手，只有两次
如果客户端发出请求连接时，报文延时了，于是客户端重新发送了一次连接请求消息
后来收到了确认，建立了连接，然后完成了数据传输，关闭了连接
此时，服务器收到了那个迟到的请求消息，此时他应该是个废物了
但是如果只有两次握手，服务器收到请求就响应建立了连接了
但是如果是三次，客户端不会再次确认，服务器也就随后知道了这消息有问题，不会建立连接

TCP四次挥手
连接建立以后就可以进行数据通信传输了
通信结束后，需要断开连接，断开连接需要四次交互，常被称为四次挥手
最初状态均为ESTABLISHED，客户端与服务器相互进行数据传送
下图假设客户端无数据发送，请求断开连接

断开过程
客户端无数据发送时，请求关闭连接，我好了，我想断开连接了（FIN=1）我的序号是u（u就是之前传送过的所有数据的最后一个字节的序号+1）
此时客户端转变为FIN-WAIT-1状态
服务器收到客户端的消息后，告诉客户端“好的，我知道了”（ACK=1，ack=u+1），这条消息的序号是v（seq=v ，这是服务器发送消息的序号)
此时服务器的状态就转换为了CLOSE-WAIT状态
此时，客户端通往服务器的路就断开了，客户端不能向服务器发送数据
但是服务器仍旧可以向客户端发送数据，现在是“半关闭”的状态
当客户端收到来自服务器的确认之后，进入FIN-WAIT-2状态，等待服务器那边说断开连接，等待中。。。。。
当服务器所有的数据也都完全发送完成了之后，服务器才开始主动告知客户端断开连接（FIN=1，seq=w）
这中间服务器可能又继续发送了一些数据，可能是v+1 也可能发送了更多，所以设置为w
并且再次发送确认信息（ACK=1，ack=u+1，因为客户端已经不能发送数据了，服务器期望收到的序号永远都是最后一个序号+1，也就是u+1）
这时，服务器就进入了LAST-ACK状态，最后确认状态
客户端收到了服务器的断开连接请求后，也需要给出确认响应（ACK=1，ack=w+1，seq=u+1），然后进入TIME-WAIT状态
等待两个MSL后，进入关闭状态
MSL 是Maximum Segment Lifetime英文的缩写“报文最大生存时间”，他是任何报文在网络上存在的最长时间，超过这个时间报文将被丢弃。
服务器最终收到来自客户端的确认信息后，关闭，进入CLOSED状态
四次挥手也是一个互相确认的过程，你说不玩了，别人答应了，还要等别人都搞好了再告诉你可以走了，你才能走
客户端：我不想玩了
服务器：好的我知道了
服务器：你可以走了
客户端：好的我走了
就如同在网吧上网，你点击下机之后，再去网管那边结账
结账清楚了之后才彻底结束，而不是你说走就走了，难道你办会员卡了么
这个过程很好理解**，客户端发出请求后，并不意味着服务器都已经完成响应**
所以当客户端请求断开时，并不能立即断开，还需要等待服务器那边处理妥当，再来通知你的确是可以断开了
消息发出来谁知道别人收没收到，所以还需要一个确认