网络协议 TCP的三次握手

1.TCP的有链接性决定了它一切从连接开始

那为啥要握手呢，不握手不行么，这样就可以有效隔离病毒了，…噢，好吧，我要全民免疫。。。，必须的握手，因为tcp区别于udp的最明显的就是他的有链接性，所以，在他俩通信的的过程中，必须先通过交换数据的方式建立链接，这样才能通信。

1. 客户端向服务端发送连接请求
2. 服务端收到请求后向客户端发送接受连接请求消息
3. 客户端收到服务端的接受连接消息后向服务端发送确认连接消息
   那三次握手客户端和服务端都干了什么，具体携带怎样的消息体和状态吗，这里就用到上节讲到的数据包结构TCP 数据段 . 帧

1.三次握手的过程

1. 第一次握手，客户端向服务端发送连接请求

在这之前先来了解下tcp连接的状态：

客户端向服务端发送第一次连接请求一之前，是出于CLOSED 状态，这时表示两端都没有在活动或者会话，是处于关闭状态的，当客户端向服务端发送当syn=1,ack=0（syn 表示消息类型为请求连接，且值为1时有效）消息后，处于SYN send状态，，表示已经发送一个连接请求，正在等待对方确认，这也就是第一次握手。

2. 第二次握手，服务端向发送端发送连接确认消息

      在服务端未收到消息前，服务端处于LISTEN 状态，表示等待新的传输接入，当收到客户端的SYN ==1 连接消息后，服务端会发送一个 SYN==1,ack==1(ACK置1表示是一个确认数据段) ,的接受连接消息到客户端，这时服务端处于SYN RCVD 状态，这是第二次握手。

3. 第三次握手，客户端收到服务端的接受连接消息后向服务端发送确认连接消息。

         当客户端收到服务端的syn 和 ack 后，会向服务端发送一个ack 数据段，并进入到 ESTABLISHED 状态，当服务端收到消息后也进入到ESTABLISHED 状态，此时双方可以进行数据传输了， 这是tcp的第三次握手。

服务端收到来自客户端的ack 确认数据段后，完成整个tcp 传输的三次握手过程，也进入established 状态，此时双方可进行自由的数据传输。

2 .握手失败

但是，凡事都是有意外的，万一握手失败或者拒绝握手了，那该如何呢？
1.服务器不想建立连接 。
1.服务端向客户端发送一个FIN 数据段（fin 字段置1），然后进入到FIN WAIT 1 状态，等待客户端确认
2.当客户端收到服务器发来的FIN 数据段后，向服务器发送以一个ack 确认数据，进入closing状态，表示双方同时尝试关闭连接。
3.服务端收到来自客户端的确认数据ack 数据段后，进入到 TIMED WAIT 状态。
4.在超时后双方关闭连接，超时时间一般是2msl( msl最大报文生存时间)
Windows : MSL = 2 min
linux(Ubuntu, CentOs) : MSL = 60s
Unix : MSL = 30s
建议设置 2min

3.三次握手流程图：

这里如果你不了解tcp包的组成，可能会被大写的SYN ACK 和 小写的 ack 搞晕，建议先了解下包结构。大写的表示标志位，值为1 表示该位有效，比如 ACK =1 表示确认号有效，那么ack 小写的确认号才有效。

3.那么为什么要建立三次握手连接?

首先我们站在人与人交流的角度来说，你和别人交流沟通肯定有一个先发话，然后等到对方响应，这才算一个沟通的完整过程，通信也是一样的，至少需要两次握手（一来一回），才算一个完整的过程，这样可以最大限度的节省交流成本，或者说节省资源，且减少协议的复杂程度.但是网络毕竟是有各种异常情况，可能阻塞，可能丢失。
比如说：A 向B 发送连接请求，但是A 发送的第一包数据后在网络的某个节点被滞留了，这时A又向B发送了一条数据，并且A， B 连接完成并且顺利的关闭了链接。 但是这时 发送的第一包SYN 数据发送到了B , B向A 发送 确认连接请求。 假设握手机制是两次，那么这时链接就会建立，B 一直在等A 发送消息，但实际A 不会再发消息了，这样就极大的浪费了B 的资源，假如是三次握手，就不会出现类型情况，B 发送数据包给A ,A不会发送确认消息给B ,B也不会建立连接，所以说三次握手，是一种非常有效的握手机制。多一次浪费，少一次会出先资源浪费。

4.双方同时发起握手过程是什么样?

这种连接方式比较极端，但是也有可能发生
这个时候A 或 B 即使客户端也是服务端，他们比三次握手多一次握手，但他们建立的是一个连接。

5.握手过程一方突然挂了，另一方如何断开？

在SYN 过程中假设 客户端A发送给服务端B的SYN 包客户端收到后 ，B 发送SYN 确认消息给A ,但是A 在发送完消息后就已经挂了，此时这个连接既没建立起来，也不能算失败。这就需要一个超时时间让Server将这个连接断开，否则这个连接就会一直占用Server的SYN连接队列中的一个位置，大量这样的连接就会将Server的SYN连接队列耗尽，让正常的连接无法得到处理，Linux下默认会进行5次重发SYN-ACK包，重试的间隔时间从1s开始，下次的重试间隔时间是前一次的双倍，从1秒开始， 2s 4s 8s 16s 32s 五次总共需要63 s ,如果五次都没有得到响应，就关闭连接，不再发送。

参考：1.https://blog.youkuaiyun.com/scdxmoe/article/details/78663232?utm_medium=distribute.pc_aggpage_search_result.none-task-blog-2_allsobaiduend~default-1-78663232.nonecase&utm_term=tcp%E5%8D%8F%E8%AE%AE%E6%8F%A1%E6%89%8B%E8%BF%87%E7%A8%8B%E9%BB%98%E8%AE%A4%E5%87%A0%E7%A7%92%E8%B6%85%E6%97%B6&spm=1000.2123.3001.4430
2.《深入理解计算机网络》