TCP三次握手一二三问

下面整理下TCP握手和挥手的几个问题，参考资料小林图解计算机网络

1、什么是三次握手？

Client端向Server端发送SYN为1的报文段，携带一个初始序列号x，client端进入SYN_SENT状态
Server端收到报文段后，向Client端发送ACK为1，SYN=1的报文段，携带确认号ack为x+1，初始序列号y，Server端进入SYN_RECIVD状态
Client收到Server回答的报文段后，还会向Server发送一个ACK为1，携带确认号y+1的报文段，这次握手可以携带数据，Client，Server进入ESTABLISHED状态

2、为什么不能是两次或者多次

倘若只有两次握手的话，Server端就在收到Client端的连接请求报文后就进入了ESTABLISHED状态，如果Client端发送了两个建立连接的请求，如一个旧的SYN报文由于网络问题堵塞，再发送了一个新的SYN报文，旧的SYN先送到Server端，Server没有给Client机会纠错,这样导致Server端浪费资源建立了一个错误的历史链接，只有给客户端发送消息，客户端判断是错误连接，发送RST报文来断开连接，Server端浪费了资源和数据，这是使用三次握手的主要原因，避免建立历史链接，避免资源浪费，除此之外，如果只有两次握手，只有Client端将自己的初始序列号同步到Server端，Server端不能保证自己的初始序列号被对方成功接收

总结不使用二次握手的原因就是一是避免建立历史链接造成资源浪费，二是二次握手不能保证双方初始序列号同步成功

而不使用多次连接就更简单了，完全可靠的通信协议是不存在的，经过三次握手之后，Client端和Server端已经确认了通信状况，就没必要增加握手次数了

3、Client端什么情况下会收到错误的ack,如何解决的

如果Client先发送了一个旧的SYN报文段，但是由于网络堵塞的原因，Client又发送了新的SYN报文段，这时候旧的SYN报文段送到了Server端，Server端发回一个SYN+ACK的报文段，确认号ack为旧的SYN+1,Client就收到了一个错误的ack了，这时候Client会发送一个RST为1的报文段给Server端，断开连接

4、什么是四次挥手

Client端向Server端发送FIN为1的报文段，携带序列号u，Client端进入FIN-WAIT-1阶段
Server端接收到报文段后，返回一个ACK为1，确认号为u+1的报文段，携带序列号v，Server端进入CLOSE-WAIT状态，Client收到报文段后进入FIN-WAIT-2状态，这时候TCP处于半连接状态
等到Server端没有数据发送回Client端后,Server会发送一个请求断开连接的报文段，FIN-ACK为1，携带序列号w，确认号为u+1,Server端进入LAST-ACK状态
Client端收到报文段后，会发送一个ACK为1的报文段，携带序列号为u+1，确认号ack为w+1，进入TIME-WAIT状态，Server端收到后进入CLOSE状态，Client端等待2个最长报文生命周期时间后进入CLOSE状态

5、TCP四次挥手可以变成三次吗，能不能把第二个ack报文段放到第三次FIN报文段中一起发送？

答案是有时候是可以的，但是控制权并不在内核，而是在Server端的应用进程，如果Server端没有数据要发送，也是可以合并为一次挥手的

6、Client为什么要经过TIME-WAIT2个最长报文周期的长度才进入Close阶段?

一是因为要保证Client发给Server端的ACK报文段被成功接收，倘若最后的ACK报文段丢失了，那么Server端就会超时重新发送FIN-ACK报文段給Client端，Client就会发送ACK报文段，直到Server端收到ACK报文段，如果没有这2个最长报文生命周期等待时间直接进入Close端，那么Server一旦收不到ACK报文段，就一直处于LAST-ACK阶段，不能正常CLOSE。