TCP连接的建立（三次握手和四次挥手）

写到最后发现我描述的挺水的，这个老哥的用语比较专业一点https://blog.csdn.net/qq_38950316/article/details/81087809  (老哥这篇有些许错别字

大家可以看看它的.  看我的这篇可能会比较好理解一点,毕竟都是大白话

三次握手！ 

　　三次握手其实不准确。在官方文档中对于TCP连接，是用握手 handshake 来描述整个TCP连接  建立的过程。

　　只握一次手就可以建立TCP连接。那么为什么说是三次握手建立连接呢？  其实它的三次是发送 三个报文，我们可以说是三报文握手

①一开始客户机和服务器都处于关闭状态，客户机主动打开，向服务器发送一个报文。这个报文携带着  SYN = 1 (同步)和seq = x （一个序列号，有各自的序列号，会不断的增加）

此时客户端处于 ：SYN-SENT状态

PS:大概看一下

　　同步SYN：连接建立时用于同步序号。当SYN=1，ACK=0时表示：这是一个连接请求报文段。若同意连接，则在响应报文段中使得SYN=1，ACK=1。因此，SYN=1表示这是一个连接请求，或连接接受报文。SYN这个标志位只有在TCP建产连接时才会被置1，握手完成后SYN标志位被置0。

　  序列号seq：占4个字节，用来标记数据段的顺序，TCP把连接中发送的所有数据字节都编上一个序号，第一个字节的编号由本地随机产生；给字节编上序号后，就给每一个报文段指派一个序号；序列号seq就是这个报文段中的第一个字节的数据编号。

　　② 然后我们的服务器就 被动打开，处于监听状态，等待客户机发送第一个握手的报文。

收到客户机发送的报文后，就会立刻向客户机发送一个确认报文 --------------- ACK =1 ，SYN = 1,seq = y, (小写)ack =  x +  1

（大写）ACK是确认位，如果为1，代码确认报文有效 .如果为0，则可以直接忽略，是没有意义的

此时服务端处于SYN-RECV状态

　　③这次的报文也有ACK = 1，确认位有效，ack = y + 1 ，是确认报文

　　就是'  我 确认 我 收到了你的 确认报文 '

　　就是我们客户端，确认，服务端发送的确认报文  我们客户端收到了

　　就是  服务器端，用来确认客户端发送的用来建立连接的报文，我服务端收到了，那我服务端发给你客户端的这个确认报文，你客户端收到了没有呢？

　　over  此时客户端服务器处于 ESTABLISHED（TCP连接成功状态）

　　

细节：　　①seq  = x 到 ③seq = x + 1 说明客户机在发送③报文之前，期间是没有再发送其他报文

然后服务器收到确认报文后，就建立了TCP连接

有个疑问？明明执行①②的时候，TCP连接就可以建立了，那为什么客户端还有再次发送一个确认报文过去呢?

是因为①这样一个请求报文，可能会在发送途中就失效了。这个失效不是说它 没有作用了。

而是说  由于网络中某种原因，导致这个请求报文在网络中发生了  阻塞滞留,  但是TCP连接有一个超时重传机制

那么①请求报文没有到达的话，服务端就没有收到。收不到这一条 ，服务端就会认为刚刚的①请求报文没有发出去，那客户端就会再次发送一遍请求报文。

而刚刚那条请求报文就滞留在网络中。  客户端再次发送一条同样的建立TCP连接的请求，这次服务端就收到了，然后  进行②确认     ③确认，这样就建立TCP连接了

就在我们美滋滋建立TCP连接成功，用完了连接后，就销毁掉了

然而刚刚滞留在网络中的那条  连接,可能我们的网络突然又通畅了，那刚刚那条连接又生效了，又到达了服务器

服务器收到了，就会再次给客户端发送确认报文 。  如果没有③这一次确认报文，那么TCP连接就建立了。

但是这条连接 我们不需要这次建立。因为我们之前已经重新 传了一次请求报文，建立了连接，并释放了。

所以没有③就会重新建立一次连接，我们不需要这次连接。

有了③之后，服务器发送过来的确认报文，我客户端这边 收到后会说：我没有给你发送啊。 那么就不会处理刚刚那条  '连接'

四次挥手

关闭之前都是建立状态

①客户端发送  ‘连接释放报文’，头部携带的  FIN =1，seq  = u   序列值为u      终止FIN：用来释放一个连接。FIN=1表示：此报文段的发送方的数据已经发送完毕，并要求释放运输连接

②服务端收到报文后，知道客户端需要断开连接。  那我给你发送一个确认报文，ACK = 1，代表确认有效    seq 为 v , ack = u +1

　　客户端收到报文， 客户端  ---》服务端  这个方向的TCP连接已经断开，已经失效了

　　而            客户端  《---   服务端 这个方向还是可以连接的

③ 但是我们服务端可能还要数据没有传递过去，就需要重新发送报文, FIN = 1,ACK = 1,seq = w, ack = u+1   细节：①的seq = v  ③的seq = w  正常都是＋1，v到w说明中间不连续

　　这次是  服务器要断开  对客户端的连接

④  服务器端可能没有收到我们的④确认报文, 服务器就会认识是自己发送的③我们没有收到，那么服务端就会再次发送③，我要关闭了。这就是为啥要设置2MSL 最大报文生成时段

　　要不然客户端都已经关闭了，那你服务端还发送个锤子？

客户端收到服务器的连接释放报文后，必须发出确认，ACK=1，ack=w+1，而自己的序列号是seq=u+1，此时，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态。注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2MSL（最长报文段寿命）的时间后，当客户端撤销相应的TCB后，才进入CLOSED状态。

【问题1】为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次握手？

答：因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时，当Server端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉Client端，"你发的FIN报文我收到了"。只有等到我Server端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四步握手。

【问题2】为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态？

答：虽然按道理，四个报文都发送完毕，我们可以直接进入CLOSE状态了，但是我们必须假象网络是不可靠的，有可以最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。在Client发送出最后的ACK回复，但该ACK可能丢失。Server如果没有收到ACK，将不断重复发送FIN片段。所以Client不能立即关闭，它必须确认Server接收到了该ACK。Client会在发送出ACK之后进入到TIME_WAIT状态。Client会设置一个计时器，等待2MSL的时间。如果在该时间内再次收到FIN，那么Client会重发ACK并再次等待2MSL。所谓的2MSL是两倍的MSL(Maximum Segment Lifetime)。MSL指一个片段在网络中最大的存活时间，2MSL就是一个发送和一个回复所需的最大时间。如果直到2MSL，Client都没有再次收到FIN，那么Client推断ACK已经被成功接收，则结束TCP连接。

【问题3】为什么不能用两次握手进行连接？

答：3次握手完成两个重要的功能，既要双方做好发送数据的准备工作(双方都知道彼此已准备好)，也要允许双方就初始序列号进行协商，这个序列号在握手过程中被发送和确认。

现在把三次握手改成仅需要两次握手，死锁是可能发生的。作为例子，考虑计算机S和C之间的通信，假定C给S发送一个连接请求分组，S收到了这个分组，并发 送了确认应答分组。按照两次握手的协定，S认为连接已经成功地建立了，可以开始发送数据分组。可是，C在S的应答分组在传输中被丢失的情况下，将不知道S 是否已准备好，不知道S建立什么样的序列号，C甚至怀疑S是否收到自己的连接请求分组。在这种情况下，C认为连接还未建立成功，将忽略S发来的任何数据分 组，只等待连接确认应答分组。而S在发出的分组超时后，重复发送同样的分组。这样就形成了死锁。

【问题4】如果已经建立了连接，但是客户端突然出现故障了怎么办？

TCP还设有一个保活计时器，显然，客户端如果出现故障，服务器不能一直等下去，白白浪费资源。服务器每收到一次客户端的请求后都会重新复位这个计时器，时间通常是设置为2小时，若两小时还没有收到客户端的任何数据，服务器就会发送一个探测报文段，以后每隔75秒钟发送一次。若一连发送10个探测报文仍然没反应，服务器就认为客户端出了故障，接着就关闭连接