TCP三次握手与四次挥手详解

一、TCP三次握手（连接建立）

过程：

1. 客户端 → 服务器：发送SYN=1，seq=x（随机序列号），进入SYN_SENT状态

2. 服务器 → 客户端：回复SYN=1，ACK=1，ack=x+1（确认号），seq=y（随机序列号），进入SYN_RCVD状态

3. 客户端 → 服务器：发送ACK=1，ack=y+1，seq=x+1，双方进入ESTABLISHED状态

关键点：

• 每次握手都携带序列号（seq）和确认号（ack）

• 第三次握手可携带应用层数据

意义：

1. 确认双向通信能力：验证客户端和服务器双方的发送和接收能力

2. 同步初始序列号：为后续可靠传输奠定基础

3. 防止历史连接干扰：避免网络延迟导致的旧连接请求造成混乱

4. 协商关键参数：如MSS（最大报文段大小）、窗口大小等

二、TCP四次挥手（连接释放）

过程：

1. 主动方 → 被动方：发送FIN=1，seq=u，进入FIN_WAIT_1状态

2. 被动方 → 主动方：回复ACK=1，ack=u+1，进入CLOSE_WAIT状态（此时被动方可继续发送数据）

3. 被动方 → 主动方：发送FIN=1，ACK=1，seq=v，ack=u+1，进入LAST_ACK状态

4. 主动方 → 被动方：发送ACK=1，ack=v+1，进入TIME_WAIT状态（等待2MSL后关闭）

关键点：

• 挥手次数比握手多一次是因为TCP的全双工特性

• TIME_WAIT状态持续2MSL（报文最大生存时间）

意义：

1. 可靠释放连接：确保双方都能完整结束数据传输

2. 处理延迟报文：TIME_WAIT状态让网络中残余报文失效

3. 保证最后ACK到达：若丢失，被动方可重传FIN报文

4. 允许数据收尾：被动方可能有剩余数据需要发送

三、高频追问

Q1：为什么不能两次握手？
A：无法防止历史连接请求干扰，且无法确认客户端的接收能力。

Q2：为什么挥手需要四次？
A：因为TCP是全双工的，FIN和ACK需要分开发送，且被动方可能需要时间处理未发送完的数据。

Q3：TIME_WAIT为什么是2MSL？
A：1MSL确保最后一个ACK到达对端，另1MSL确保对端重传的FIN能被处理。

Q4：大量TIME_WAIT状态有什么问题？
A：会占用端口资源，可通过调整内核参数（如tcp_tw_reuse）或修改协议超时时间优化。

建议回答方式：

1. 先清晰描述过程（可用画图辅助）

2. 再解释每个环节的意义

3. 最后补充常见问题的标准答案

4. 可适当结合实际场景（如HTTP连接、数据库连接等）说明