TCP的三路握手和四路挥手



TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)是常用的传输层协议，与另外一种传输层协议UDP（User Datagram Protocol，用户数据传输协议）无需连理C/S链接不同，TCP协议时基于链接。

那么这个连接的建立和断开机制是什么样的呢？

一，三次握手

1，server必须首先准备好接收外来的链接，要做哪些准备呢？即建立一个套接字，将套接字绑定到一个IP和端口上，然后监听，这个过程常被称作被动打开（passive open）。亦即网络编程中的socket、bind、listen这三个API做的事情，这是准备工作。

2，client主动连接server（即active open），client发送一个SYN（同步）分节，目的是让server知道client在将要建立的TCP连接中发送的数据的初始序列号，通常SYN分节只包含一个IP首部，一个TCP首部，以及一些TCP选项（MSS、窗口规模、时间戳），并不携带数据。即由client发起的connect调用。

3，server必须确认（ACK）client的SYN，确认的方式是发送给client一个client端发送给server的初始序列号加1的序列号，同时自己也给client发送一个SYN，这个SYN包含server在将要建立的TCP连接中发送数据的初始序列号。

4，client在收到server的初始化序列号之后同样需要确认，方式同3，将收到的server端初始化序列号加一返回。

可以看到，上面的2,3,4步，有三次数据交换，即为TCP的三次握手，更确切的说是三路握手（three-way handshake）。

具体可见下图：

二，四次挥手

1，server或者client进程close了socket，即执行了主动关闭（active close），该端发送一个FIN分节，表示数据发送完毕。

2，相对而言，接收到这个FIN的对端就执行被动关闭（passive close），先回给主动关闭端一个这个FIN的ACK（FIN的序列号加一），然后将这个FIN作为EOF，放在已经排队等待该端接收的任何其他数据之后（避免丢帧），同时理解为对端不会再跟自己有数据交换。

3，在对端从队列中接收到这个FIN之后，将本端socket也close掉，同时发出一个FIN。

4，接收到步骤3中的发出FIN的主动关闭端，同样需要ACK这个FIN，方式也是FIN的序列号加一返回给被动关闭端。

具体可见下图：