TCP的三次握手和四次挥手

1.TCP三次握手的过程理解。

TCP三次握手流程图

第一次握手：客户端发送连接请求，发送一个SYN标记的包（SYN = 1），并且进入到SYN-SENT状态，等待服务器端响应；

第二次握手 : 服务器收到客户端发来的连接请求后，先检验一下ack=x+1，如果是的话，服务器响应一个SYN包返回去，此时服务器端进入SYN-RCVD状态;

第三次握手：客户端接收到服务器的响应，检验ack = y + 1，成功则发送一个ACK包，发送完毕后，进入ESTABLISHED状态，完成三次握手,建立会话。

疑问：

为什么两次握手不可以？

上面已经了解了TCP的三次握手的过程，现在我们假设一下，我们只要两次握手，会发生什么。

首先客户端发送请求，然后服务器接受请求后再发送给客户端表示接收到了，并进入ESTABLISHED状态，此时如果我们服务器端发送的请求丢失了，那么客户端就会一直等着服务器的这个确认，但是此时服务器已经开启了会话，他不会再发送确认包，此时两端就卡死了，并且两端也都消耗着资源，互相等待。

所以，TCP需要三次握手才能保证他的可靠连接。

要是第三次的ACK确认包在网络中丢失了怎么办？

服务端：要是ACK包丢失了，那么服务装的状态就会一直在SYN-RCVD状态，根据TCP的超时重传，它会等待3秒、6秒、12秒后重新发送SYN+ACK包，要是在重传了一定次数后还没响应，就会关掉这个连接。

客户端：此时客户端已经进入了ESTABLISHED状态，当客户端给服务端发送数据的时候，服务端此时会响应 RST包，那么客户端就会明白服务端出错了。

2.TCP的四次挥手过程理解。

TCP四次挥手

第一次挥手：客户端发送FIN,进入FIN-WAIT状态，关掉客户端到服务端的数据传送，表示不会在给服务端发送新的数据了，虽然不发送了新的数据，但是还是可以接收。

第二次挥手: 服务器收到FIN包后，同样要检验ack的值后再发送一个ACK包给对方，进入到CLOSE-WAIT状态。

第三次挥手: 服务器给客户端发送FIN包，表示自己不会再给客户端发送新数据了，进入到LAST-ACK状态。

第四次挥手: 客户端收到FIN包后，检验完ACK后再发送一个ACK包回去，进入到TIME-WAIT状态，此时连接还没有完全关闭，要经过2∗∗MSL（最长报文段寿命）的时间后，才进入到CLOSE状态。到这里，四次挥手就完成了。

疑问

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。

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。

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。

总结

在我看来，不管是三次握手，还是四次挥手也好，都是TCP为了保证可靠传输的手段，我们从这个角度去理解就好理解一些。

三次握手，就是确保我们传数据的双方都已经准备好。

四次挥手，就是确保我之前没发送完的数据一定要发送完，本着这个去理解，就可以更好的理解了。