4.TCP的三次握手与四次挥手

4.TCP的三次握手与四次挥手

三次握手
1.客户端将标志位syn=1，随机产生一个值seq=x，并将给数据包发送给服务端，客户端进入SYN-SENT（同步已发送）状态，等待服务端确认
2.服务端收到数据包后由syn=1得知客户端请求建立连接，服务端将标志位syn和ack都置为1，ack=1，随机产生一个值seq=y,并将该数据包发送给客户端用来确认连接请求，服务端进入SYN-RCVD（同步收到)状态，此时操作系统为该TCP连接分配TCP缓存和变量
3.客户端收到确认后，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，并且此时操作系统为该TCP连接分配TCP缓存和变量，并将该数据包发送给服务端，服务端检查ack是否为y+1，如果正确则连接建立成功

四次挥手

1.A的应用进程先向其TCP发出连接释放报文段（FIN=1，序号seq=u），并停止再发送数据，主动关闭TCP连接，进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态，等待B的确认。
2.B收到连接释放报文段后即发出确认报文段，（ACK=1，确认号ack=u+1，序号seq=v），B进入CLOSE-WAIT（关闭等待）状态，此时的TCP处于半关闭状态，A到B的连接释放。
3.A收到B的确认后，进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待B发出的连接释放报文段。
4.B没有要向A发出的数据，B发出连接释放报文段（FIN=1，ACK=1，序号seq=w，确认号ack=u+1），B进入LAST-ACK（最后确认）状态，等待A的确认。
5.A收到B的连接释放报文段后，对此发出确认报文段（ACK=1，seq=u+1，ack=w+1），A进入TIME-WAIT（时间等待）状态。此时TCP未释放掉，需要经过时间等待计时器设置的时间2MSL后，A才进入CLOSED状态。

为什么需要2MSL时间？

首先，MSL即Maximum Segment Lifetime，就是最大报文生存时间(即最长报文段寿命)，是任何报文在网络上的存在的最长时间，超过这个时间报文将被丢弃。《TCP/IP详解》中是这样描述的：MSL是任何报文段被丢弃前在网络内的最长时间。RFC 793中规定MSL为2分钟，实际应用中常用的是30秒、1分钟、2分钟等。

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（服务）端收到Client（客户）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。

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。