TCP三次握手四次揮手

時間 2019-11-09

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前言

昨天騰訊筆試考了四次握手的狀態名詞，雖然對過程有所瞭解，可是沒有總結其中的狀態變化，系統的複習下html

三次握手

所謂三次握手(Three-way Handshake)，是指創建一個 TCP 鏈接時，須要客戶端和服務器總共發送3個包。git

三次握手的目的是鏈接服務器指定端口，創建 TCP鏈接，並同步鏈接雙方的序列號和確認號，交換 TCP窗口大小信息。在 socket 編程中，客戶端執行 connect() 時。將觸發三次握手。github

第一次握手(`SYN=1, seq=x`):

客戶端發送一個 TCP的 SYN 標誌位置1的包，指明客戶端打算鏈接的服務器的端口，以及初始序號 X,保存在包頭的序列號(Sequence Number)字段裏。
發送完畢後，客戶端進入 SYN_SEND 狀態。編程

第二次握手(`SYN=1, ACK=1, seq=y, ACKnum=x+1`):

服務器發回確認包(ACK)應答。即 SYN 標誌位和 ACK 標誌位均爲1。服務器端選擇本身 ISN 序列號，放到Seq 域裏，同時將確認序號(Acknowledgement Number)設置爲客戶的 ISN 加1，即X+1。
發送完畢後，服務器端進入 SYN_RCVD 狀態。服務器

第三次握手(`ACK=1，ACKnum=y+1`)

客戶端再次發送確認包(ACK)，SYN標誌位爲0，ACK標誌位爲1，而且把服務器發來 ACK的序號字段+1，放在肯定字段中發送給對方，而且在數據段放寫ISN
發送完畢後，客戶端進入 ESTABLISHED 狀態，當服務器端接收到這個包時，也進入 ESTABLISHED 狀態，TCP握手結束。網絡

四次揮手

TCP的鏈接的拆除須要發送四個包，所以稱爲四次揮手(Four-way handshake)，也叫作改進的三次握手。客戶端或服務器都可主動發起揮手動做，在 socket 編程中，任何一方執行 close() 操做便可產生揮手操做。socket

第一次揮手(`FIN=1，seq=x`)

假設客戶端想要關閉鏈接，客戶端發送一個 FIN 標誌位置爲1的包，表示本身已經沒有數據能夠發送了，可是仍然能夠接受數據。.net

發送完畢後，客戶端進入 FIN_WAIT_1 狀態。code

第二次揮手(`ACK=1，ACKnum=x+1`)

服務器端確認客戶端的 FIN包，發送一個確認包，代表本身接受到了客戶端關閉鏈接的請求，但尚未準備好關閉鏈接。htm

發送完畢後，服務器端進入 CLOSE_WAIT 狀態，客戶端接收到這個確認包以後，進入 FIN_WAIT_2 狀態，等待服務器端關閉鏈接。

第三次揮手(`FIN=1，seq=y`)

服務器端準備好關閉鏈接時，向客戶端發送結束鏈接請求，FIN置爲1。

發送完畢後，服務器端進入 LAST_ACK 狀態，等待來自客戶端的最後一個ACK。

第四次揮手(`ACK=1，ACKnum=y+1`)

客戶端接收到來自服務器端的關閉請求，發送一個確認包，並進入 TIME_WAIT狀態，等待可能出現的要求重傳的 ACK包。

服務器端接收到這個確認包以後，關閉鏈接，進入 CLOSED 狀態。

客戶端等待了某個固定時間（兩個最大段生命週期，2MSL，2 Maximum Segment Lifetime）以後，沒有收到服務器端的 ACK，認爲服務器端已經正常關閉鏈接，因而本身也關閉鏈接，進入 CLOSED狀態。

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【問題1】爲何鏈接的時候是三次握手，關閉的時候倒是四次握手？
答：由於當Server端收到Client端的SYN鏈接請求報文後，能夠直接發送SYN+ACK報文。其中ACK報文是用來應答的，SYN報文是用來同步的。可是關閉鏈接時，當Server端收到FIN報文時，極可能並不會當即關閉SOCKET，因此只能先回復一個ACK報文，告訴Client端，"你發的FIN報文我收到了"。只有等到我Server端全部的報文都發送完了，我才能發送FIN報文，所以不能一塊兒發送。故須要四步握手。
【問題2】爲何TIME_WAIT狀態須要通過2MSL(最大報文段生存時間)才能返回到CLOSE狀態？
答：雖然按道理，四個報文都發送完畢，咱們能夠直接進入CLOSE狀態了，可是咱們必須假象網絡是不可靠的，有能夠最後一個ACK丟失。因此TIME_WAIT狀態就是用來重發可能丟失的ACK報文。