20170906_我是如何讲清楚TCP的三次握手和四次挥手的

20170906_我是如何讲清楚TCP的三次握手和四次挥手的

参考博客：http://blog.csdn.net/cmm0401/article/details/68482799

20170330_请说出TCP连接的三次握手和TCP关闭的四次握手

SYN 包：建立连接请求的包

FIN 包：切断TCP 连接的包

ACK 包：针对SYN 包和FIN 包的确认应答包

1、TCP 的特点及其目的：

（1）TCP 是通过校验和、序列号、确认应答信号、重发机制、连接管理以及窗口控制、流量控制、拥塞控制等许多机制来实现数据的可靠性传输。

（2）在TCP 中，当发送端的数据达到接收端主机的时候，接收端主机会返回一个已收到消息的通知，这个通知被称之为“确认应答信号”ACK。

（3）TCP 通过肯定的确认应答信号ACK 实现可靠的数据传输。当发送端将数据发出之后便会等待接收端主机的确认应答信号。如果有确认应答，这说明数据已经成功到达了接收端，否则的话，数据包丢失的可能性很大。

*******************************************************************************************************

*******************************************************************************************************

2、TCP建立连接的三次握手：

（1）首先，画出如图1 所示的TCP 三次握手连接示意图，包括客户端主机A 和服务器端主机B。

（2）首先，从网络编程的角度来看，我们会发现，服务器端会首先创建传输控制块TCB 准备接受客户端的连接请求，然后，服务器端就会处于监听状态（LISTEN 状态）以等待客户端的连接请求。如果有请求到来，则作出受理连接请求的响应（accept动作）。

（第1次握手）对于客户端，也是首先创建 传输控制块TCB，然后向服务器端发出 TCP 连接请求报文段 SYN 包，（其中，SYN 包 的初始序列号 seq=x，SYN 包中的同步位 SYN=1），发送完该数据包之后，客户端会进入 SYN_SENT 状态（同步已发送状态）。

        这里要知道，TCP 协议规定，SYN 包（即同步位 SYN=1的报文段）不能够携带数据，但是要消耗掉一个序列号。

（第2次握手）服务器端接收到客户端发送过来的连接请求报文段SYN 包 过之后，则会同意建立TCP 连接，所以会反馈一个针对这个SYN 包的 确认应答信号ACK包（确认序列号是 ack =x+1）；与此同时，服务器自己也会发送一个SYN 包 用来同步连接用（SYN 包的初始序列号 seq=y）。

因此，在第二阶段，服务器端会把 刚才的 ACK包和SYN包（确认位ACK=1，同步位SYN=1）统一起来形成一个包ACK+SYN包，作为一个包发送给客户端。发送完该数据包之后，服务器端进 SYN_RCVD状态（同步消息收到状态）。

（第3次握手）客户端接收到服务器端反馈回来的 ACK+SYN包 过之后，最后还要向服务器端给出确认，确认应答信号是 ACK包（确认序列号是ack=y+1，确认位ACK=1，而自己的数据包序列号seq=x+1）。      当这个包发送完毕后，客户端和服务器端就连接成功了，共同进入 ESTABLELISHED 状态（TCP 连接成功），完成了三次握手。之后的话，就是客户端与服务器端进行数据的交互了。

        这里要知道，TCP 协议规定，ACK报文段可以携带数据，但是如果不携带数据则不会消耗序列号。

*******************************************************************************************************

*******************************************************************************************************

3、TCP 断开连接的四次挥手：

（1）首先，画出如图2所示的TCP 断开连接四次挥手示意图，包括客户端主机A 和服务器端主机B。

（2）当客户端和服务器端的数据交互完成过之后，通信双方就可以释放 TCP连接了。在释放 TCP连接之前，两者都是处于ESTABLISHED 状态的。

（第1次挥手）首先，作为主动关闭TCP 连接的一方，客户端会先向服务器端（被动关闭的一方）发送一个FIN 包（序列号seq=u，TCP包首部结束位 FIN位=1） 作为己方准备与对端断开连接的数据包，它说明客户端已经没有数据再需要发送给服务器端了。之后，客户端会进入 FIN_WAIT_1 状态（终止等待1）。

        这里要知道，TCP 协议规定，FIN 包即使不携带数据，也要消耗掉一个序列号。

（第2次挥手）服务器端收到客户端发送过来的 FIN包 过之后，会反馈一个对应的确认应答信号 ACK包（序列号seq=v，确认号ack=u+1，ACK位=1），然后，服务器端就进入 CLOSE_WAIT 状态 了（关闭等待状态）。

    此时，从客户端到服务器端的输出流就关闭了，此时的 TCP 连接 是处于半关闭状态的，即 客户端已经没有数据要发送给服务器端了，但是，若服务器端仍有数据需要发送给客户端，客户端仍然需要接收这个数据，也就是说从服务器端到客户端的这个方向上的连接并未关闭，而且这个状态可能会持续一段时间。

（第3次挥手）当客户端接收到服务器端反馈回来的确认应答信号 ACK包 过之后，就会进入 FIN_WAIT_2 状态 了（终止等待状态2），这时，客户端正在等待着服务器端的 FIN 包。

    与此同时，如果服务器端没有要向客户端发送的数据了，这时，服务器端就可以向对端发送FIN 包 了（数据包的结束位 FIN位=1），现在假定这个 FIN包 的序列号是 seq=w（在半关闭状态时服务器端可能又发送了一些数据），同时，数据包的确认号仍然是第二次握手中的 ack=u+1。当服务器端发送完这个 FIN包 过之后，服务器端就进入了  LAST_ACK 状态了（最后确认状态），等待着客户端发送过来最后的确认应答信号。

（第4次挥手）在客户端接收到服务器端的 FIN 包 过之后，必须要对这个 FIN 包 进行确认，因此，它会发送给服务器端一个对应的ACK 包（确认号 ack=w+1，序列号 seq=u+1），然后就会进入 TIME_WAIT 状态 了（时间等待状态），而不是直接进入 CLOSED 状态！

请注意，此时，TCP 连接还没有被释放掉，必须 经过 时间等待计时器（TIME_WAIT timer）设置的时间2MSL之后，客户端才能够进入CLOSED 状态 。与此同时，一旦服务器端顺利接收到这个ACK 包 过之后，服务器端就进入CLOSED 状态了。

另外，MSL，指的是 最长分节生命长度，一般情况下被设置为2分钟。因此，从客户端进入到TIME_WAIT 状态 后，需要经过 2MSL （约等于4分钟）的时间才能进入到 CLOSED 状态，才能开始建立下一个新的TCP 连接。当客户端销毁掉自己的传输控制块TCB过之后，就彻底结束了这次的TCP连接。