TCP的握手和挥手

三次握手

三次握手具体过程是什么？

1. 客户端发送一个数据包

   • 将SYN置成1，表示希望建立连接

   • 这个包中的序列号是X

2. 服务器收到客户端发来的数据包

   • 通过SYN得知这是一个建立连接的请求

   • 于是发送一个响应包

   • 并将SYN和ACK标志成1，

   • 假设发送包的序列号是是y

   • 且确认序列号必须是x+1，表示收到了客户端发来的SYN请求

3. 客户端收到服务端的响应包后需要进行确认

   • 确认包中将ACK置为1，并将确认序列号设置为y+1。表示收到了服务端的SYN请求

为什么需要第三次握手？

主要是要两个目的：信息对等和防止超时

信息对等

防止超时

即防止出现请求超时，导致脏连接。假设发生了下面的情况：

• 客户端发送第一个请求，但是请求超时，报文依旧在网络上传输。
• 客户端发送了第二个请求，服务端成功接收到了
• 服务端发送确认报文，连接成功
• 传输数据完后，释放连接（两者就都不是SYN_CENT状态）
• 之后，超时请求到达服务端，然后服务端接收，建立脏连接
• 因为客户端不是SYN_CENT状态，直接丢弃服务端的确认报文，导致只有服务端单方面建立连接

如果是三次握手的情况，服务端即使收到了超时请求报文，但是如果客户端迟迟不发送确认报文，导致连接超时，不会带来脏数据

四次挥手

四次挥手具体过程是什么？

1. 客户端想要关闭连接，传递FIN信号给服务端
   • 客户端进入wait1状态
2. 服务端应答了客户端，发送了ACK
   • 告诉客户端可以断开，但是你要等我处理完数据
   • 服务端进入close_wait状态
   • 客户端发送服务端的确认报文后会进入wait2状态
3. 服务端处理完数据，发送FIN信号
   • 服务端进入了last_ack状态
4. 客户端给服务端发送确认报文
   • 客户端进入time_wait状态
   • 服务端进入close状态
5. 客户端经过2倍的MSL时间后，进入close状态

为什么需要四次挥手？

其实，我们可以把三次握手先看成次四次握手。

因为在握手中，我们可以将确认报文和SYN信号一起发送过去，合二为一。

但是挥手却不可以，因为这个过程客户端发送FIN信号后，虽然不可以发送数据，但是还可以接收服务端的数据。所以，不能合并。

为什么要等到2倍的MSL时间而不是直接关闭？

MSL表示报文最大的生存时间，即任何报文在网络上存在的最长时间，超过这个时间就会被丢弃

确保服务端成功接收到ACK报文

假设碰到最坏的情况，服务端没有接收到ACK报文，服务端就需要重新发送SYN（一个MSL），服务端接收ACK（一个MSL）

因此客户端为了确保对方能够收到ACK报文，所以必须要等待两被的MSL，然后关闭。

确保新连接不接受过期数据包

假设网络中有一个迟到的数据包，没有被服务端接收

断开连接后，客户端又在相同的端口与服务器进行了一个新的连接

那这个时候，迟到的数据包达到了服务端，服务端以为是新的客户端发送过来的消息。

那么通过，经过2倍的MSL足足可以让两个方向上的数据包都被丢弃

之后，建立的新连接就不过接收过期的数据包了

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参考：

• （码出高效：Java开发手册）
• https://www.bilibili.com/video/BV1C5411Y7dG
• https://www.zhihu.com/question/50584054?sort=created