什么是“三次挥手”和“四次握手”

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前言

首先，我们先说什么是”三次握手“和”四次挥手“

 

1.我们先来简单介绍一下”三次握手“

（1）.先来介绍一下里面这些看起来比较高级的字母：

SYN--同步序列号请求

seq--全称”Sequence number“--序列号

ACK--确认

ESTABLISHED--链接正常建立之后进入数据传输阶段

SYN SENT--发送完第一个SYN报文，等待收到确认

SYN RCVD--收到第一次的传输请求，还未进行确认

（2）.三次握手的步骤：

• 第一次：客户端发送初始序号x和syn=1请求标志

• 第二次：服务器发送请求标志syn，发送确认标志ACK，发送自己的序号seq=y，发送客户端的确认序号ack=x+1

• 第三次：客户端发送ACK确认号，发送自己的序号seq=x+1，发送对方的确认号ack=y+1

2.接着我们来介绍一下什么是"四次挥手”？

 

（1）. 同上，我们先介绍这些字母：

FIN--请求断开连接

seq--全称”Sequence number“--序列号

ACK--确认

FIN WAIT 1--主动发送第一个FIN报文之后进入该状态

CLOSE WAIT--收到对方的关闭请求并进行确认进入该状态

FIN WAIT 2--已经收到第一个FIN的确认信号，等待对方发送关闭请求

LAST ACK--等待最后一次确认关闭的报文

TIME WAIT--收到对方的关闭请求并进行确认进入该状态

（2）四次挥手的操作方法：

1. 客户端发送一个FIN段，并包含一个希望接收者看到的自己当前的序列号K. 同时还包含一个ACK表示确认对方最近一次发过来的数据。
2. 服务端将K值加1作为ACK序号值，表明收到了上一个包。这时上层的应用程序会被告知另一端发起了关闭操作，通常这将引起应用程序发起自己的关闭操作。
3. 服务端发起自己的FIN段，ACK=K+1, Seq=L
4. 客户端确认。ACK=L+1

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一、为什么要进行三次握手？

1.三次握手的作用：能够让双方都能明确自己和对方的收、发能力是正常的。

2.（1）.第一次握手时：客户端发送网络包，服务端收到了。

这样服务端就能得出结论：客户端的发送能力、服务端的接收能力是正常的。

（2）.第二次握手时：服务端发包，客户端收到了。

这样客户端就能得出结论：服务端的接收、发送能力，客户端的接收、发送能力是正常的。
从客户端的视角来看，我接到了服务端发送过来的响应数据包，说明服务端接收到了我在第一次握手时发送的网络包，并且成功发送了响应数据包，这就说明，服务端的接收、发送能力正常。

而另一方面，我收到了服务端的响应数据包，说明我第一次发送的网络包成功到达服务端，这样，我自己的发送和接收能力也是正常的。

（3）.第三次握手时：客户端发包，服务端收到了。

这样服务端就能得出结论：客户端的接收、发送能力，服务端的发送、接收能力是正常的。
第一、二次握手后，服务端并不知道客户端的接收能力以及自己的发送能力是否正常。而在第三次握手时，服务端收到了客户端对第二次握手作的回应。从服务端的角度，我在第二次握手时的响应数据发送出去了，客户端接收到了。所以，我的发送能力是正常的。而客户端的接收能力也是正常的。

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二、握手为什么需要三次？

1.由上文内容可以看出想要握手是必须三次过程的。

原因如下：

（1）.两次达不到让双方都得出自己、对方的接收、发送能力都正常的结论。

（2）.每次收到网络包的一方至少是可以得到的信息是：对方的发送、我方的接收是正常的。而每一步都是有关联的，下一次的“响应”是由于第一次的“请求”触发，因此每次握手其实是可以得到额外的结论的。而这种结论都是从自己发出的信息得到关于他人的信息。应该可以说成间接信息。

（3）.我们从第三次握手可以不难看出，当第三次握手时，服务端收到数据包，表明看服务端只能得到客户端的发送能力、服务端的接收能力是正常的，但是结合第二次，说明服务端在第二次发送的响应包，客户端接收到了，并且作出了响应，从而得到额外的结论：客户端的接收、服务端的发送是正常的。

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三、挥手为什么需要四次？

1.TCP连接是双向传输的对等的模式，就是说双方都可以同时向对方发送或接收数据。

2.每当关闭一次连接时，会发送指令告诉对方自己的状态，我要关闭连接了。这时对方会回一个ACK，此时一个方向的连接关闭。但是另一个方向仍然可以继续传输数据，等到发送完了所有的数据后，会发送一个FIN段来关闭此方向上的连接。接收方发送ACK确认关闭连接。

注意：接收到FIN报文的一方只能回复一个ACK, 它是无法马上返回对方一个FIN报文段的，因为结束数据传输的“指令”是上层应用层给出的，我只是一个“搬运工”，我无法了解“上层的意志”。

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四、挥手为什么三次不行？

在这里，可能比较不容易懂，那么先举个”渣男“分手的例子吧。我相信这样可能更直观一些。

1.小渣和小美热恋了几年后，他们之间的感觉越来越微妙，慢慢的小美发现小扎对自己的关心越来越少了。终于小渣抵不住异地恋的痛苦，移情别恋了，看上了新来的学妹，小渣决定分手了，给小美寄了封分手信。

 分手就算了，居然还有脸要回送我的东西！渣男！小美，收到信后，气得跳脚，立马回了封信，让他滚蛋。

 第二天，小美就去邮局，把渣男送给她的东西都打包寄还了给他。小美还不忘在信中提醒，收到东西之后给我回封信，不要到时候耍赖说没收到，我再也不想看见你了！渣男！

 小渣收到小美寄的包裹之后，立马回了封信，说东西收到了，我们以后也别联系了

一段恋情就这么结束了。。

2.情侣之间分分合合，当然计算机之间的连接也经常需要断开连接，断开的方式竟然和情侣之间很相似。

1.客户端发送一个FIN包，表示要断开连接，并设置seq序列号为m到服务器端，客户端进入FIN_WAIT_1状态。

（小渣写分手信给小美，进入等待回信的状态）

2.服务器端收到客户端的FIN包后，就知道客户端想要断开连接了，于是返回一个ACK包，设置seq为m+1，服务器端进入CLOSE_WAIT状态。服务器端对客户端说，我知道你想要断开连接了，不过先等等，我这还有些数据没发完，你等我发完再关闭。

客户端收到服务器端的确认后，进入FIN_WAIT_2状态，客户端现在只接收服务器端的数据，不再发送数据。

（小美回信给小渣，同意分手，但是东西要整理下再寄给小渣，小渣进入等待包裹状态）

3.服务器端发送完所有数据之后，发送一个FIN报文，设置seq序列号为n，进入LAST_ACK状态，表示我的数据都已经发送完了，你可以断开连接了。

（小美给小渣寄回包裹，表示我们已经两清了，你收到之后给我回个信，就可以滚蛋了）

4.客户端收到服务器端的FIN包后，返回一个ACK包，设置seq序列号为n+1，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态。服务器只要收到了客户端发出的确认，立即进入CLOSED状态，关闭的连接。

（小渣回信给小美说，你的包裹我收到了，我们以后不用再联系了）

6.注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2MSL（最长报文段寿命）的时间后，才进入CLOSED状态。

          讲道理，四个报文都发送完毕，我们应该可以直接进入CLOSE状态了，但是我们必须假象网络是不可靠的。如果客户端发送出最后的ACK回复，服务器没有收到，服务器将不断重复发送FIN报文。所以客户端不能立即关闭，它必须确认服务器端接收到了该ACK。

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总结

         “三次握手，四次挥手”看似简单，但是深究进去，还是可以延伸出很多知识点的。比如半连接队列、全连接队列等等。以前关于TCP建立连接、关闭连接的过程很容易就会忘记，可能是因为只是死记硬背了几个过程，没有深入研究背后的原理。