TCP連接的建立和釋放分別通過“三次握手”和“四次揮手”來完成。

三次握手過程

TCP三次握手是建立可靠網(wǎng)絡(luò)連接的關(guān)鍵過程，它用于確保通信雙方能夠正常發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，并提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制。三次握手的主要目標(biāo)包括：

? 同步雙方的序列號

? 確認(rèn)雙方的接收和發(fā)送能力

? 防止因?yàn)檫^期報(bào)文導(dǎo)致的誤連接

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第一次握手

? 客戶端發(fā)送一個(gè)SYN（同步）請求報(bào)文，表示希望建立連接，并附帶初始序列號（Sequence Number）。< 客戶端撥通服務(wù)器的電話，說“喂？聽得到嗎？”>? 客戶端進(jìn)入 SYN_SENT 狀態(tài)，等待服務(wù)器的響應(yīng)。

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第二次握手

? 服務(wù)器收到請求后，回復(fù)一個(gè)SYN+ACK（同步+確認(rèn)）報(bào)文。< “聽得到！你那邊OK嗎？”>? ACK字段確認(rèn)客戶端的序列號，同時(shí)服務(wù)器生成自己的初始序列號。

? 服務(wù)器進(jìn)入 SYN_RCVD 狀態(tài)，等待客戶端的確認(rèn)。

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第三次握手

? 客戶端收到服務(wù)器的確認(rèn)后，再發(fā)送一個(gè)ACK（確認(rèn)）報(bào)文，確認(rèn)服務(wù)器的響應(yīng)。<客戶端確認(rèn)：“沒問題，開始聊吧！”>? 客戶端進(jìn)入 ESTABLISHED 狀態(tài)，服務(wù)器也進(jìn)入 ESTABLISHED 狀態(tài)，連接正式建立。下面是TCP頭部的一個(gè)簡單介紹：上述流程中提到：

序列號：

定義：序列號標(biāo)識數(shù)據(jù)流中每個(gè)字節(jié)的唯一編號，用于確保數(shù)據(jù)的有序傳輸。

初始值：在連接建立時(shí)，序列號由發(fā)送方隨機(jī)生成。

變化規(guī)則：每發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)段，序列號會增加該數(shù)據(jù)段的字節(jié)數(shù)。例如，發(fā)送100字節(jié)的數(shù)據(jù)后，序列號會增加100。

作用：解決網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包亂序問題，確保接收方能夠按照正確順序重組數(shù)據(jù)。

確認(rèn)號：

定義：確認(rèn)號表示接收方期望收到的下一個(gè)數(shù)據(jù)包的序列號。

變化規(guī)則：確認(rèn)號等于接收到的序列號加上數(shù)據(jù)段的長度。如果接收到的是SYN或FIN報(bào)文，則確認(rèn)號加1。

作用：通知發(fā)送方哪些數(shù)據(jù)已經(jīng)被成功接收，解決丟包問題。

確認(rèn)號和序列號機(jī)制是確保TCP數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)可靠性的關(guān)鍵機(jī)制。

為什么要三次握手？

簡單來講，三次握手是保證通信穩(wěn)定正確的最小開銷。

可以有一個(gè)很簡單的對話例子：

? A — B：你聽得到我嗎？

? B — A：我聽得到，你能聽到我嗎？

? A — B：我也能聽到，我們可以開始正式交流了。

三次握手通過同步序列號，確認(rèn)機(jī)制等等，確保了TCP連接的穩(wěn)定性和可靠性。

四次揮手過程

TCP的四次揮手是用于終止TCP連接的過程，確保雙方都能可靠地關(guān)閉連接。

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第一次揮手

客戶端發(fā)送一個(gè)帶有FIN（Finish）標(biāo)志的報(bào)文段，表示客戶端不再發(fā)送數(shù)據(jù)，但仍然可以接收數(shù)據(jù)。此時(shí)客戶端進(jìn)入FIN_WAIT_1狀態(tài)。< 客戶端說：“我講完了，先掛了”>

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第二次揮手

服務(wù)器收到客戶端的FIN報(bào)文后，發(fā)送一個(gè)ACK（Acknowledgment）報(bào)文作為確認(rèn)，確認(rèn)序號為收到的序號加1。此時(shí)服務(wù)器進(jìn)入CLOSE_WAIT狀態(tài)，客戶端收到ACK后進(jìn)入FIN_WAIT_2狀態(tài)。< 服務(wù)器回應(yīng)：“收到，我還在處理消息?！?

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第三次揮手

服務(wù)器在完成數(shù)據(jù)發(fā)送后，向客戶端發(fā)送一個(gè)FIN報(bào)文，表示服務(wù)器也不再發(fā)送數(shù)據(jù)。此時(shí)服務(wù)器進(jìn)入LAST_ACK狀態(tài)，等待客戶端的確認(rèn)。< 服務(wù)器處理完數(shù)據(jù)后說：“我也講完了。”>

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第四次揮手

客戶端收到服務(wù)器的FIN報(bào)文后，發(fā)送一個(gè)ACK報(bào)文作為確認(rèn)，確認(rèn)序號為收到的序號加1。此時(shí)客戶端進(jìn)入TIME_WAIT狀態(tài)，等待2MSL（最大報(bào)文段生存時(shí)間）后進(jìn)入CLOSED狀態(tài)。服務(wù)器收到ACK后，立即進(jìn)入CLOSED狀態(tài)。< 客戶端確認(rèn)：“好的，再見！”>

注：如果服務(wù)器沒有收到客戶端的ACK，會在2MSL后重傳FIN，客戶端在TIME_WAIT狀態(tài)可以重新發(fā)送ACK。2MSL的時(shí)間足以讓網(wǎng)絡(luò)中所有舊的重復(fù)報(bào)文段消失，防止它們干擾新的連接。

為什么需要四次揮手？

全雙工通信：TCP是全雙工的，每個(gè)方向都需要單獨(dú)關(guān)閉?？蛻舳税l(fā)送FIN表示不再發(fā)送數(shù)據(jù)，但服務(wù)器可能仍有數(shù)據(jù)要發(fā)送，因此需要服務(wù)器也發(fā)送FIN來確認(rèn)關(guān)閉。

可靠關(guān)閉：通過四次揮手，確保雙方都能確認(rèn)對方的關(guān)閉意圖，避免數(shù)據(jù)丟失或不完整。

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