tcp为什么要三次握手四次挥手

TCP 的三次握手和四次挥手是为了可靠地建立和终止连接而设计的机制，其核心目的是确保通信双方能够同步状态并避免资源浪费。以下是具体原因：

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一、三次握手（建立连接）

三次握手过程：SYN → SYN-ACK → ACK 目的：确保双方发送和接收能力正常，并协商初始序列号（ISN）。 为什么需要三次？

1. 防止历史连接的误建立： 如果客户端发送的旧SYN（因网络延迟滞留）到达服务器，服务器会响应SYN-ACK。通过第三次握手，客户端可以判断这是否是历史连接，并发送RST终止，避免服务器浪费资源维护无效连接。

2. 避免资源浪费： 如果只有两次握手，服务器在发送SYN-ACK后即认为连接建立。若客户端的ACK丢失，服务器会一直等待数据，导致资源被占用。三次握手确保双方都确认对方的收发能力，只有客户端最后发送ACK后，双方才正式建立连接。

3. 同步初始序列号（ISN）： 序列号是TCP可靠传输的关键。三次握手确保双方初始序列号被正确同步，避免数据错乱。

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二、四次挥手（终止连接）

四次挥手过程：FIN → ACK → FIN → ACK 目的：确保双方数据完全传输完毕，并安全关闭连接。 为什么需要四次？

1. TCP是全双工协议： 通信双方可以独立发送和接收数据。一方发送FIN表示自己不再发送数据，但仍可以接收数据。因此，连接的关闭需要两个方向的独立终止。

2. 处理未发送完的数据： 当一方发送FIN后，另一方可能还有数据需要发送。此时会先回复ACK确认收到FIN，继续发送剩余数据，最后再发送自己的FIN。这导致FIN和ACK不能合并为一次（即四次挥手）。

3. TIME_WAIT状态的作用： 主动关闭方在发送最后一个ACK后进入TIME_WAIT状态，等待2MSL（Maximum Segment Lifetime）。这是为了：

   • 确保对方收到最终的ACK（若丢失，对方会重传FIN）。

   • 防止旧连接的报文干扰新连接（如延迟的报文被新连接误接收）。

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三、常见疑问

1. 为什么不能三次挥手？ 如果服务器收到客户端的FIN后，可以同时回复ACK和自己的FIN（合并为三次），但这要求服务器立即关闭，不能处理剩余数据。实际场景中，服务器可能需要时间处理数据后再关闭，因此通常需要四次。

2. 是否存在三次挥手的情况？ 如果服务器没有数据要发送，可能将ACK和FIN合并为一次，变为三次挥手。但这是特例，协议设计需兼容最通用的情况。

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总结

• 三次握手：解决信道不可靠和初始序列号同步问题，确保双方收发能力正常。

• 四次挥手：因TCP的全双工特性，需独立关闭两个方向的数据流，并处理未完成的数据传输。

这些机制共同保障了TCP连接的可靠性和有序性，是互联网通信的基石。