TCP的三次握手和四次挥手_tcp三次握手和四次挥手

目录

一、TCP协议简述

二、建立连接：三次握手

2.1、三次握手的原因 

2.2、三次握手建立TCP连接过程的各个状态

三、释放连接：四次挥手

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一、TCP协议简述

        传输控制协议 TCP（Transmission Control Protocol）是面向连接、可靠的传输层协议（传输数据前，必须建立连接）

二、建立连接：三次握手

   第一次握手：客户端先向服务器发送一个同步数据包：同步SYN=1，确认ACK=0

   第二次握手：

• 服务器收到客户端发送的第一个数据包后，根据SYN=1与ACK=0，判断出为主动建立连接的数据包。

• 若服务器同意连接，发送给客户端一个数据包：同步SYN=1，确认ACK=1进行回应。

第三次握手：客户端收到服务器的确认之后，再给服务器发送一个数据包：同步SYN=0，确认SYN=0，代表双方已同意建立连接，ACK=1，表示收到服务器的确认数据包。

2.1、三次握手的原因 

 在建立TCP连接过程中的前两次握手：

①客户端向服务器发出建立连接的请求、

② 服务器向客户端确认这个请求，足以证明客户端与服务器之间的网络是畅通的。

如果没有最后一个数据包确认（第三次握手），假设一个特殊场景：客户端先发出一个建立连接的请求数据包，由于网络原因，客户端在设定的超时时间内，还未收到服务器的确认数据包。于是发出第二个建立连接的请求数据包，这次网路通畅，数据包很快到达服务器，服务器的确认数据包也很快就到达客户端。于是客户端与服务器开始传输数据。但是客户端第一次发出的建立连接的请求数据包到达服务器，服务器以为是再次建立连接，所以又发出一个确认数据包。由于客户端已经收到了一个确认数据包，所以会忽略服务器发来的第二个确认数据包，但是服务器发出确认数据包之后就要一直等待客户端的回复，而此时的客户端永远也不会回复服务器。由此服务器无效等待，造成资源浪费。如果过于频繁会导致服务器停止响应。

所以，三次握手的主要作用是为了避免重复连接，防止旧的重复连接引起连接混乱问题。

另外，通过三次握手，可以得到一个确认的可靠初始化序列号seq，用于进行可靠性传输。而如果只有2次握手，则无法初始化序列号seq。

综上所述，TCP协议最少需要通过3次握手建立连接。当然， TCP 连接也通过4次握手或5次握手建立连接，实现 TCP 连接的稳定性，但3次握手是最节省资源的连接方式。

2.2、三次握手建立TCP连接过程的各个状态

• 客户端发出请求建立连接的数据包之后进入SYN-SENT状态，表示发送了请求建立连接的同步数据包。
• 服务器收到客户端发出的请求建立连接的数据包之后，结束LISTEN状态，进入SYN-RCVD状态并向A发出确认数据包。
• 客户端收到确认数据包之后，结束SYN-SENT状态，进入ESTABLISHED状态，并向服务器发送确认数据包。
• 服务器收到客户端的确认数据包之后，结束SYN-RCVD状态，进入ESTABLISHED状态。
• 客户端与B都进入ESTABLISHED状态之后，开始传输数据，由此完成三次握手。

三、释放连接：四次挥手

第一次挥手：客户端向服务器发送连接释放的请求数据包：终止FIN=1，确认ACK = 0，并停止发送数据。

FIN=1，意味着客户端要主动释放客户端 —>服务器的TCP连接

第二次挥手：服务器收到连接释放的数据包之后，给客户端发送确认数据包：终止FIN=0，确认ACK=1。从客户端到服务器这个方向上的连接就释放了，TCP连接处于半关闭状态。此时客户端无法发送数据给服务器，但是服务器还可以发送数据给客户端，客户端仍可以接收。

第三次挥手：若服务器已经没有向客户端发送的数据了，其应用进程就通知TCP释放连接，并向客户端发送确认数据包：ACK=1，FIN=1。

• 确认ACK=1，表示服务器已经把需要发给客户端的数据发完了
• 终止FIN=1，表示服务器要释放服务器—>客户端的TCP连接；

第四次挥手：客户端收到服务器的连接释放报文段后，向服务器发出确认确认ACK=1，终止FIN = 0。

确认ACK=1，表示收到服务器的确认报文，并同意服务器释放连接；