为了准确无误地把数据送达目标处，TCP 协议采用了三次握手策略。

1.1 TCP三次握手漫画图解

如下图所示，下面的两个机器人通过 3 次握手确定了对方能正确接收和发送消息(图片来源：《图解 HTTP》)。 

简单示意图： 

• 客户端–发送带有 SYN 标志的数据包–一次握手–服务端
• 服务端–发送带有 SYN/ACK 标志的数据包–二次握手–客户端
• 客户端–发送带有带有 ACK 标志的数据包–三次握手–服务端

详细示意图

1.2 为什么要三次握手

三次握手的目的是建立可靠的通信信道。

说到通讯，简单来说就是数据的发送与接收，而三次握手最主要的目的：双方确认自己与对方的发送与接收是正常的。

第一次握手：Client 什么都不能确认；Server 确认了对方发送正常，自己接收正常

第二次握手：Client 确认了：自己发送、接收正常，对方发送、接收正常；Server 确认了：对方发送正常，自己接收正常

第三次握手：Client 确认了：自己发送、接收正常，对方发送、接收正常；Server 确认了：自己发送、接收正常，对方发送、接收正常

所以三次握手就能确认双发收发功能都正常，缺一不可。

1.3 第2次握手传回了ACK，为什么还要传回SYN？

接收端传回发送端所发送的 ACK 是为了告诉客户端，我接收到的信息确实就是你所发送的信号了，这表明从客户端到服务端的通信是正常的。而回传 SYN 则是为了建立并确认从服务端到客户端的通信。”

SYN 同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers) 是 TCP/IP 建立连接时使用的握手信号。

在客户机和服务器之间建立正常的 TCP 网络连接时，客户机首先发出一个 SYN 消息，服务器使用 SYN-ACK 应答表示接收到了这个消息，最后客户机再以 ACK(Acknowledgement）消息响应。这样在客户机和服务器之间才能建立起可靠的 TCP 连接，数据才可以在客户机和服务器之间传递。

1.5 为什么要四次挥手

断开一个 TCP 连接则需要“四次挥手”：

• 客户端-发送一个 FIN，用来关闭客户端到服务器的数据传送
• 服务器-收到这个 FIN，它发回一 个 ACK，确认序号为收到的序号加 1 。和 SYN 一样，一个 FIN 将占用一个序号
• 服务器-关闭与客户端的连接，发送一个 FIN 给客户端
• 客户端-发回 ACK 报文确认，并将确认序号设置为收到序号加 1

任何一方都可以在数据传送结束后发出连接释放的通知，待对方确认后进入半关闭状态。当另一方也没有数据再发送的时候，则发出连接释放通知，对方确认后就完全关闭了 TCP 连接。

举个例子：A 和 B 打电话，通话即将结束后，A 说“我没啥要说的了”，B 回答“我知道了”，但是 B 可能还会有要说的话，A 不能要求 B 跟着自己的节奏结束通话，于是 B 可能又巴拉巴拉说了一通，最后 B 说“我说完了”，A 回答“知道了”，这样通话才算结束。

简述TCP三次握手过程

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传输层协议

• TCP协议(传输控制协议) : 可靠的,面向连接的传输协议
• UDP协议(用户数据报协议) : 不可靠的，面向无连接的传输协议

TCP协议数据格式(包头)

• 序号:Seq序号，占32位，用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流，发起方发送数据时对此进行标记。
• 确认号: Ack序号，占32位，只有ACK标志位为1时，确认序号字段才有效，Ack=Seq+1。
• 标志位:共6个， 即URG、ACK、 PSH、RST、 SYN、FIN等， 具体含义如下:
  • URG:紧急指针(urgent pointer)有效。
  • ACK:确认序号有效。
  • PSH:接收方应该尽快将这个报文交给应用层
  • RST:重置连接。
  • SYN:发起一个新连接。
  • FIN:释放一个连接。

知道ACK.SYN.FIN

TCP三次握手

详解

• 第一次握手: Client将标志位SYN置为1,随机产生一个值seq=J,并将该数据包发送给Server,Client进入SYN_SENT状态,等待Server确认。

• 第二次握手: Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接,Server将标志位SYN和ACK都置为1,ack序号J+1,随机产生一个值seq=K,并将该数据包发送给Client以确认连接请求,Server进入SYN_RCVD状态。

• 第三次握手: Client收到确认后，检查ack序号是否为J+1,标志位ACK是否为1,如果正确则将标志位ACK置为1,ack序号=K+1,并将该数据包发送给Server; Server检查ack序号是否为K+1,ACK是否为1,如果正确则连接建立成功,Client和Server进入ESTABLISHED状态,完成三次握手,随后:
  Client与Server之间可以开始传输数据了。

TCP四次挥手

  简述TCP三次握手和四次挥手的过程和理解

  在讲解之前先来熟悉一下TCP报文头部

  源端口、目标端口：计算机上的进程要和其他进程通信是要通过计算机端口的， 而一个计算机端口某个时刻只能被一个进程占用，所以通过指定源端口和目标 端口，就可以知道是哪两个进程需要通信。源端口、目标端口是用16位表示的， 可推算计算机的端口个数为2^16个。

  序列号：表示本报文段所发送数据的第一个字节的编号。在TCP连接中所传送的字节流的每一个字节都会按顺序编号。由于序列号由32位表示，所以每2^32个 字节，就会出现序列号回绕，再次从 0 开始。

  确认号：表示接收方期望收到发送方下一个报文段的第一个字节数据的编号。 也就是告诉发送方：我希望你（指发送方）下次发送的数据的第一个字节数据 的编号为此确认号。

  数据偏移：表示TCP报文段的首部长度，共4位，由于TCP首部包含一个长度可 变的选项部分，需要指定这个TCP报文段到底有多长。它指出 TCP 报文段的数 据起始处距离 TCP 报文段的起始处有多远。该字段的单位是32位(即4个字节为 计算单位），4位二进制最大表示15，所以数据偏移也就是TCP首部最大60字节。

  URG：表示本报文段中发送的数据是否包含紧急数据。后面的紧急指针字段（urgent pointer）只有当URG=1时才有效。

  ACK：表示是否前面确认号字段是否有效。只有当ACK=1时，前面的确认号字段才有效。 TCP规定，连接建立后，ACK必须为1,带ACK标志的TCP报文段称为确认报文段。

  PSH：提示接收端应用程序应该立即从TCP接收缓冲区中读走数据，为接收后续数据腾出空 间。如果为1，则表示对方应当立即把数据提交给上层应用，而不是缓存起来，如果应用程序 不将接收到的数据读走，就会一直停留在TCP接收缓冲区中。

  RST：如果收到一个RST=1的报文，说明与主机的连接出现了严重错误（如主机崩溃），必 须释放连接，然后再重新建立连接。或者说明上次发送给主机的数据有问题，主机拒绝响应， 带RST标志的TCP报文段称为复位报文段。

  SYN：在建立连接时使用，用来同步序号。当SYN=1，ACK=0时，表示这是一个请求建立连 接的报文段；当SYN=1，ACK=1时，表示对方同意建立连接。SYN=1，说明这是一个请求 建立连接或同意建立连接的报文。只有在前两次握手中SYN才置为1，带SYN标志的TCP报文 段称为同步报文段。

  FIN：表示通知对方本端要关闭连接了，标记数据是否发送完毕。如果FIN=1，即告诉对方： “我的数据已经发送完毕，你可以释放连接了”，带FIN标志的TCP报文段称为结束报文段。

三次握手过程

  1.第一次握手：客户机将标志位SYN置为1，随机产生一个值seq=x，并将该数据包发送给服务器，客户机进入SYN_SENT状态，等待服务器确认。

  2.第二次握手：服务器收到数据包后，由标志位SYN=1知道客户机请求建立连接，服务器将标志位SYN和ACK都置为1，ack=x+1，随机产生一个值seq=y，并将该数据包发送给客户机以确认连接请求，服务器进入SYN_RCVD状态。

  3.第三次握手：客户机收到确认后，检查ack是否为x+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=y+1，并将该数据包发送给服务器，服务器检查ack是否为K+1，ACK是否为1，如果正确则连接建立成功，客户机和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后客户机与Se服务器之间可以开始传输数据了。

四次挥手

  1.第一次挥手：客户机发送一个FIN，用来关闭客户机到服务器的数据传送，客户机进入FIN_WAIT_1状态。

  2.第二次挥手：服务器收到FIN后，发送一个ACK给客户机，确认序号为收到序号+1，则服务器进入CLOSE_WAIT状态。

  3.第三次挥手：服务器发送一个FIN，用来关闭服务器到客户机的数据传送，服务器进入LAST_ACK状态。

  4.第四次挥手：客户机收到FIN后，客户机进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给服务器，确认序号为收到序号+1，服务器进入CLOSED状态，完成四次挥手。

  注意：TCP连接时全双工的，每个方向都必须要单独进行关闭。这一原则是当一方完成数据发送任务后，发送一个FIN来终止本方向的连接，收到一个FIN只是意味着发送方向上没有数据流动了，即不会再收到数据了，但是在这个TCP连接上仍然能够发送数据，直到另一方向也发送了FIN，这个循环才会终止。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方则执行被动关闭。