三次握手和四次挥手

三次握手和四次挥手

TCP协议介绍

I.定义（What）：

传输控制协议（TCP，Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流、全双工的运输层通信协议。理解：（1）面向连接：先建立连接，再传输数据（使用协议），数据传输完毕，释放连接。（2）可靠：数据无差错、不丢失、不重复、按序到达。（3）基于字节流：最小单位是字节。（再传输时被看做是一连串的字节流）（4）全双工：指的是收发可以在一端同时进行。

II.功能（HOW）

（1）.完成对数据报的确认、流量控制和网络拥塞；       （2）.自动检测数据报，并提供错误重发的功能；（3）.将多条路径传送的数据报按照原来的顺序进行排列；（4）.控制超时重发，自动调整超时值;​

具体详见：​​number）:seq序号，占32位，用来标识从TCP源端到目 的端发送的字节流。II.确认号（acknowledgement number）:ack序号，占32位，只有ACK标志位为1时，确认序号字段才是有效的，ack=seq+1.III.标志位（Flags）:共六个（即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等）

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（二）状态动态分析

（1）客户端和服务器同时属于closed状态，表示没有连接能力：（2）客户端发送请求，客户端打开发送（SYN-sent）状态，同时服务器打开        监听（Listen）状态：（3）服务器在接收到客户端的请求时，服务器切换为回复（SYN-recvd）状态：（4）客户端在接收到服务器的响应时，客户端切换为稳定连接（Estab-lished）状态            同时发送第二次数据：（5）服务器在接收到客户端的第二次数据是，服务器切换为稳定连接      （Estab-lished）状态:  (6) 双方建立连接后，开始正常通信数据​

（三）三次握手过程分析

静态过程

说明：在建立连接的时候，发送的是TCP数据包，当连接成功了建立的时候，就可以开始发送数据了。

动态过程

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文字描述：

第一次握手:客户端将标志位SYN置为1，随机产生一个值序列号seq=x，并将该数据包发送给服务端，客户端 进入SYN-SEND状态，等待服务端确认。​第二次握手:服务端收到数据包后由标志位SYN=1知道客户端请求建立连接，服务端将标志位SYN和 ACK都置为1，ack=x+1,随机产生一个值seq=y，并将该数据包发送给客户端以确认连接请求，服务端进入SYN-RCVD状态。​第三次握手:客户端收到确认后检查,如果正确则将标志位ACK为1，ack=y+1，并将该数据包发送给服务端，服务端进行检查如果正确则连接建立成功，客户端和服务端进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后客户端和服务端之间可以开始传输数据了。

通俗理解：

（1）男女朋友的交往过程

代表含义<   客户端：男孩      服务器：女孩       三次握手：交往的过程>

（2）双方收发能力的确认

代表含义<客户端：男孩     服务器：女孩   三次握手：收发能力的确认过程>

说明：

（1）建立连接的目的就是为了接收和发送数据（那么建立连接的过程就是测试双方收发能力的过程）（2）如果在建立连接的过程中，能够验证接收双方的接收能力是没问题的，连接工作就是完成了

为什么TCP建立连接时是三次握手不是两次或四次？

表因：“已失效的连接请求报文段”client 发出的第一个连接请求报文段并没有丢失，而是在某个网络结点长时间的滞留了，以致延误到连接释放以后的某个时间才到达 server。本来这是一个早已失效的报文段。但 server 收到此失效的连接请求报文段后，就误认为是 client 再次发出的一个新的连接请求。于是就向 client 发出确认报文段，同意建立连接。假设不采用 “三次握手”，那么只要 server 发出确认，新的连接就建立了。由于现在 client 并没有发出建立连接的请求，因此不会理睬 server 的确认，也不会向 server 发送数据。但 server 却以为新的运输连接已经建立，并一直等待 client 发来数据。这样，server 的很多资源就白白浪费掉了。采用 “三次握手” 的办法可以防止上述现象发生。例如刚才那种情况，client 不会向 server 的确认发出确认。server 由于收不到确认，就知道 client 并没有要求建立连接。                                                                                                       ---谢希仁《计算机网络》

原因：  TCP 需要 seq ​​序列号​​来做可靠重传或接收，而避免连接复用时无法分辨出 seq 是延迟或者是旧链接的 seq，因此需要三次握手来约定确定双方的 ISN（初始 seq 序列号）

抓包所得：

具体分析：

第一次握手：

过程：客户端向服务端发送连接请求报文，该报文的头部中SYN为1，ACK=0，seq=0,（请求发送后，进入了SYN-SENT状态）（1）SYN=1,ACK=0表示该报文段为连接请求报文。（2）seq的值为本次TCP通信的字节流的初始序号。TCP规定：SYN的报文段中不能有数据部分，但是要消耗掉一个序号​

第二次握手：

过程：服务端收到了连接请求报文段后，如果同意连接，就会发送一个应答：SYN=1，ACK=1,seq=0,Ack=1(应答发送完后进入了SYN-RCVD状态)（1）SYN=1,ACK=1表示该报文段为连接同意的应答报文。（2）seq=0表示服务端作为发送者时，发送字节流的初始序号。（3）Ack=1表示服务器希望收到下一个数据包发送序号从"1"开始的字节。

第三次握手：

过程：当客户端收到连接同意的应答后，还要再向服务端发送一个确认报文段（表示：服务端发来的连接同意应答已经成功收到）该报文段头部：ACK=1，Seq=1,Ack=1(1)客户端发完这个报文段后就会进入ESTABLISHED状态，服务端收到这个应答后也会进入ESTABLISH状态，此时连接建立完成。

参考内容：

​​= x，主动关闭TCP连接，等待服务器的确认。

第二次挥手：服务器收到连接释放报文段(FIN报文)后，就向客户端发送ACK应答报文，以客户端的FIN报文的序列号 seq+1 作为ACK应答报文段的确认序列号ack = seq+1 = x+ 1,接着服务器进入CLOSE_WAIT(等待关闭)状态，此时的TCP处于半关闭状态(下面会说什么是半关闭状态)，客户端到服务器的连接释放。客户端收到来自服务器的ACK应答报文段后，进入FIN_WAIT_2状态。​

第三次握手：服务器也打算断开连接，向客户端发送连接释放(FIN)报文段，之后服务器进入LASK_ACK(最后确认)状态，等待客户端的确认,服务器的连接释放(FIN)报文段的FIN=1，ACK=1，序列号seq=z，确认序列号ack=x+1。

第四次握手：客户端收到来自服务器的连接释放(FIN)报文段后，会向服务器发送一个ACK应答报文段，以连接释放(FIN)报文段的确认序号 ack 作为ACK应答报文段的序列号 seq，以连接释放(FIN)报文段的序列号 seq+1作为确认序号ack。

通俗理解：

(二)TCP与UDP对比

参考：

（1）​​​ ----谢希仁

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