【网络通信】TCP三次握手、四次挥手

TCP（传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。在TCP/IP协议族中，TCP协议负责在两个网络节点之间建立可靠的连接，并保证数据包的顺序传输和数据的完整性。

 

1.TCP三次握手

TCP三次握手（Three-way Handshake）是TCP/IP协议中用于建立TCP连接的过程。这个过程确保了两个通信节点的初始化序列号（ISN）是同步的，同时也交换了彼此的初始窗口大小等参数。三次握手的过程如下：

1. 第一次握手（SYN）：

   • 客户端发送一个SYN（同步序列编号）标志的TCP段，以便开始一个新的连接。这个段中包含客户端的初始序列号（client_isn）。

2. 第二次握手（SYN-ACK）：

   • 服务器接收到客户端的SYN请求后，需要确认客户端的SYN，同时自己也发送一个SYN请求。服务器在响应中包含它自己的初始序列号（server_isn），并将确认序号设置为客户端的初始序列号加1，即client_isn + 1。

3. 第三次握手（ACK）：

   • 客户端收到服务器的SYN-ACK响应后，再次发送一个确认响应，这个响应中包含确认序号，设置为服务器的初始序列号加1，即server_isn + 1。

完成三次握手后，TCP连接就建立成功了，接下来就可以开始数据的传输了。

这个握手过程保证了双方都知道对方已经准备好接收和发送数据，同时也防止了因网络中遗留的、失效的连接请求而错误地建立连接。

在代码中实现TCP三次握手通常不需要手动编写底层的网络通信代码，因为TCP三次握手是由操作系统和网络协议栈自动完成的。当你使用高级编程语言（如Python、Java、C++等）中的套接字（Socket）库时，底层的TCP握手过程是由操作系统负责的。

在C语言中，使用套接字API（通常称为BSD套接字API）可以实现TCP客户端和服务器。以下是一个简单的例子，展示了如何在C语言中实现TCP服务器和客户端。

TCP服务器 (server.c):

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {
    int server_fd, new_socket;
    struct sockaddr_in address;
    int opt = 1;
    int addrlen = sizeof(address);
    char buffer[1024] = {0};
    const char* hello = "Hello from server";

    // 创建socket文件描述符
    if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 绑定socket