【Linux】TCP的三次握手，四次挥手，以及常见的有关面试题

首先我们要清楚TCP是传输层的协议，传输层的功能就是负责端到端的传输。

接下来看一下TCP的三次的三次握手和四次挥手的流程图

一.TCP的三次握手

在进行TCP的三次握手建立连接之前，客户端和服务端都要做一定的工作。

• 初始化工作：

1.客户端：客户端刚开始处于CLOSED状态，首先要创建socket，然后进行accept的连接请求。（这里客户端不需要手动的绑定地址，因为客户端在发送数据的时候具体哪个端口号和地址信息都无所谓，只要发送成功就行。如果手动绑定地址有可能会造成失败，得不偿失）

2. 服务端：服务端刚开始处于CLOSED状态。首先创建socket，然后进行绑定地址(bind)，在进行监听（listen）,当服务端监听后，则服务端处于LISTEN状态。最后accept阻塞等待客户端连接。

• 开始连接过程                         

 1.客户端向服务端发送一个SYN请求，这时候客户端会阻塞等待服务端应答，这时候客户端会从CLOSED状态变为SYN_SENT状态（这是第一次握手）

2.服务端收到客户端的SYN连接请求后，向客户端回复SYN+ACK（表示同意建立连接），这时候服务端会从LISTEN状态变为SYN_RCVD状态（这是第二次握手）

3.当客户端收到服务端的SYN+ACK回复的回复后，会从connect()返回，同时会向服务端发送一个ACK回复，客户端会从SYN_SENT状态变为ESTABLISHED状态这时候表示连接建立成功。（这是第三次握手）

• 面对TCP三次握手的常见的一些问题 （以后碰到相关问题会继续添加）

   1.建立连接为什么是三次？？？

           a）如果是一次这个显然不太可能，如果客户端只是给服务端发送SYN连接请求，但是服务端不给客户端回复，那么客户端会以为连接请求没有发送到就会继续发送，如果服务端一直没有接收到，那么就会直接返回一个错误，这样根本建立不了连接

           b)  如果是两次。客户端向服务端发送SYN请求，然后服务端向客户端发送SYN+ACK回复。如果没有客户端给服务端最后一次发送ACK回复，那么客户端会认为服务端没有收到客户端第一次发送SYN请求，会继续向服务端发送SYN请求，那么服务端就会创建新的socket去向客户端发送回复，这样会造成资源浪费。

           c）如果是四次那就没有那个必要了。

          所以说TCP必须得三次握手建立连接

2.对TCP三次握手时，SYN的泛洪攻击的了解

       博客：https://blog.youkuaiyun.com/alidada_blog/article/details/83386144

3. 如果第三次握手失败了会怎样？？？

         当客户端收到服务端发送的SYN+ACK回复后，向服务端发送ACK回复，但是服务端没有收到，那么客户端会主动关闭这个连接，避免资源浪费

二.TCP的四次挥手

• 四次挥手的过程

1.如果客户端没有别的请求了，那么就会调用close()进行关闭连接，客户端会向服务端发送一个FIN包，这时候客户端会处于FIN_WAIT_1状态（这是第一次挥手）

2.当服务端能收到这个FIN包后，服务端会回复一个ACK，同时read()会返回0，服务端处于CLOSE_WAIT状态。同时客户端处于FIN_WAIT_2状态，这时候服务端会等待一段时间将自己的事情处理完才会进行第三次。（这是第二次挥手）

3.read（）返回之后，服务端就知道客户端关闭了连接 ，同时自己也调用close()关闭连接，这时候服务端会向可会端发送一个FIN包，服务端处于LAST_ACK状态（这是第三次挥手）

4.客户端在收到FIN包后会给服务端回复一个ACK，可会端会变为TIME_WAIT状态（这是第四次挥手）

• TCP四次挥手常见的问题  

 1.主动关闭方TIME_WAIT需要等待多长时间？？？为什么需要两个MSL时间？？？

           TIME_WAIT是主动关闭方出现的，当主动关闭方收到服务端发送的FIN包后向服务端发送ACK后出现的状态

           TIME_WAIT需要等待两个MSL(最大报文生存周期)的时间 

           客户端在收到服务端发送的FIN包后回向服务端发送ACK回复，但是这个ACK有可能会丢掉，那么被动方会等待一段时间，当服务端没有收到ACK回复后，那么服务端就会认为可会端没有收到之前FIN包，服务端就会继续向可会断发送FIN包，在等待服务端发送FIN包的时候也是需要时间的。所以说需要等待两个MSL时间，这样可以保证FIN包的准确到达。           

2.TIME_WAIT的作用是什么？？

          其作用是为了保护主动关闭方。

          客户端在收到服务端发送的FIN包后回向服务端发送ACK回复，但是这个ACK有可能会丢掉，那么被动方会等待一段时间，当服务端没有收到ACK回复后，那么服务端就会认为可会端没有收到之前FIN包，服务端就会继续向可会断发送FIN包，如果客户端不等待服务端发送FIN包而是在收到ACK后直接关闭连接，那么客户端会继续建立新的socket，那么这个新的socket又可能会接收这个FIN包，会对其产生影响，这是我们不希望看到的，因此需要等待一段时间，让网络上迷途的报文彻底消失，防止对后续的连接产生影响。

 

3.断开连接为什么是四次？？？（四次挥手）

        因为TCP连接是全双工的网络协议，允许同时通信的双方同时进行数据的收发，同样也允许收发两个方向的连接被独立关闭，以避免客户端数据发送完毕，向服务端发送FIN关闭连接，而服务端还有发送客户端的数据没有发送完毕的情况。所以关闭TCP连接需要进行四次握手，每次关闭一个方向上的连接需要FIN和ACK两次握手。

以上的总结如果有什么错误还希望大家能够给我指出，不胜感激！！！！！！！！！