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TCP连接三次握手与四次挥手

2023-04-11 16:32:00

前言

面试老是爱问，平时也就知道个大概，简单记录一下三次握手与四次挥手过程，顺便画个图加深记忆。

TCP头部

1位（bit），1字节（byte），1字节=8位。

tcp头部图示可以一行32位也就是4字节，固定头部5行共计20字节，选项最大可到40字节，也就是tcp头部最大60字节。

SYN、ACK、FIN是我们的标志位，标志位一个只占一位，一位只能表示是与否（1和0）。

小写seq指的是我们的32位序号，ack指的是我们的32位确认号。

三次握手

客户端与服务端初始都处于CLOSE状态。

大写的SYN和ACK都是tcp头部的标志位，值只有0和1，图中都省略了=1，不等于1没有意义，在三次握手中seq序号是作为SYN的关联，因此我表示为SYN（seq=x）比较好记，真正的表示可以写成SYN=1，seq=x，ACK（ack=x+1）同理，也就是ACK=1，ack=x+1。

由服务端主动进入LISETN状态，然后客户端向服务端发送SYN（req=x），第一次握手，此时客户端处于SYN_SEND状态。

服务端接收客户端发来的SYN，服务端向客户端发送自己的SYN（req=y）与表示已经接收到客户端发来的SYN的ACK（ack=x+1），第二次握手，服务端进入SYN_RECV状态。

客户端接收到服务端的SYN与ACK，客户端向服务端发送表示已经接收到服务端发来的ACK的ACK（ack=y+1），三次握手完成，客户端进入ESTABLISETEN状态。

服务端接收到最后的ACK之后也进入ESTABLISTEN状态。

四次挥手

四次挥手过程可以参考三次握手简述。

需要注意的是，四次挥手最后一次客户端发送ACK并没有直接进入CLOSE状态，而是等待2MSL再进入，为的是保证发送的ACK会成功发送到对方，因为关闭连接了，无法通过接收信息来保证，因此需要进行等待时间，MSL是任何报文段被丢弃前在网络内的最长时间，设置2倍非常严谨安全。

为什么连接三次而挥手四次

因为服务端收到客户端返回FIN仅仅表示客户端不再发生数据，但是客户端还可以接收数据，而需不需要客户端关闭接收还需要服务端的上层应用决定，因此FIN与ACK不同时发送。服务端提前发送ACK防止客户端重复发送FIN，然后再去询问上层是否向客户端发送应FIN。