【计算机网络】详解TCP协议(中) 三次握手与四次挥手

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一、建立TCP连接——三次握手

• 1.客户端和服务端都处于CLOSE状态
• 2.服务端监听状态LISTEN
• 3.客户端发起连接，发送一个随机数起始的seq SYN置为1，然后客户端处于SYN_SEND状态
• 4.服务端收到seq包后，向客户端发送服务端初始的seq包，ack为客户端的seq+1，ACK置为1，然后服务端处于SYN_RCVD状态
• 5.客户端收到服务端的seq包后，向服务端发送seq为客户端初始seq+1，ack为服务端seq+1的包，然后处于ESTABILSHED状态，服务端收到这个ack包后也处于ESTABLISHED状态，可以开始收发数据

为什么不是两次握手或四次握手

• 两次握手：服务端未接收到客户端的ACK就建立连接：

在两次握手的情况下，服务端没有中间状态给客户端来阻止历史连接，导致服务端可能建立一个历史连接，造成资源浪费

服务端需要接收到发送端ACK的ACK才能建立连接，也确保了客户端拥有接收的能力

• 四次握手：

服务端在发送ACK包的同时也可以发送SYN包，三次握⼿就已经理论上最少可靠连接建⽴，所以不需要使⽤更多的通信次数。

二、TCP连接断开——四次挥手

• 1.客户端和服务端发送接收数据，都处于ESTABLISHED状态，其中一方发起关闭连接请求，称为主动方，另一方为被动方
• 2.主动方向被动方发出seq为上一个数据包中ack，ack为上一数据包seq+1，FIN置为1的报文，代表想要关闭连接，之后主动方处于FIN_WAIT_1状态
• 3.被动方收到这个FIN报文后，向主动方发送一个seq为这个FIN报文中ack，ack为这个FIN报文中seq+1，FIN为1的报文，然后被动方处于CLOSE_WAIT状态
• 4.当主动方收到这个报文后，主动方处于FIN_WAIT_2状态
• 5.等待被动方处理完数据，向主动方发送seq为上一seq+1，ack为最初主动方发出的FIN报文中seq+1，FIN置为1的报文，然后被动方处于LAST_ACK状态，等待接收最后一个ACK
• 6.当主动方收到报文后，向被动方发送seq为上一ack，ack为上一seq+1，然后主动方处于TIME_WAIT状态
• 7.当被动方收到这个报文后，被动方**不会再发送包，处于CLOSE状态，代表已经关闭连接
• 8.在主动方超过2MSL时间后，置为CLOSE状态，自动关闭连接

为什么挥手需要四次？

• 关闭连接时，客户端向服务端发送 FIN 时，仅仅表示客户端不再发送数据了但是还能接收数据
• 服务端收到客户端的 FIN 报文时，先回一个ACK应答报文，而服务端可能还有数据需要处理和发送，等服务端不再发送数据时，才发送 FIN 报文给客户端来表示同意现在关闭连接

从上⾯过程可知，服务端通常需要等待完成数据的发送和处理，所以服务端的 ACK 和 FIN ⼀般都会分开发送，从⽽⽐三次握⼿导致多了⼀次。

2MSL时间

MSL(Maximum Segment Lifetime)是报⽂最⼤⽣存时间，它是任何报⽂在⽹络上存在的最⻓时间，超过这个时间报⽂将被丢弃

2MSL 的时间是从主动方接收到 FIN 后发送 ACK 开始计时，一来一回需要等待 2 倍的时间即2MSL

如果在 TIME-WAIT 时间内，主动方的最后一个ACK没有传输到被动方，被动方没有收到ACK应答，就会重发FIN 报⽂，那么 2MSL 时间将重新计时

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