TCP三次握手和四次挥手

一、TCP连接建立（三次握手）

第一次握手

  建立连接。客户端A向B发出连接请求报文段，这时首部中的同部位SYN=1，同时选择一个初始序号seq=x。TCP规定，SYN报文段（即SYN=1的报文段）不能携带数据，但要消耗掉一个序号。这时，TCP客户进程进入SYN-SENT（同步已发送）状态。

第二次握手

  B收到连接请求后，如同意建立连接，则向A发送确认。在确认保温段中应把SYN位和ACK位都置1，确认号是ack=x=1,同时也为自己选择一个初始序号seq=y。请注意，这个报文也不能携带数据，但同样要消耗掉一个序号。这时TCP服务器进程进入SYN-RCVD（同步收到）状态。

第三次握手

  TCP客户进程收到B的确认后，还要向B给出确认。确认报文段的ACK置1，确认号ack=y+1,而自己的序号seq=x+1。TCP的标准规定，ACK报文段可以携带数据。但如果不携带数据则不消耗序号，在这种情况下，下一个数据报文段的序号仍是seq=x+1。这时，TCP连接已经建立，A进入ESTABLISHED(已建立连接)状态。当B收到A的确认后，也进入ESTABLISHED状态。

为什么采用三次握手？

  为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了B，因而产生错误。“已失效的连接请求报文段”是指A发出的第一个连接请求报文段并没有丢失，而是在某些网络结点长时间滞留了，以致延误到连接释放以后的某个实践才到达B。本来这时一个早已失效的报文段。但B收到此失效的连接请求报文段后，就误认为是A又发出一次新的连接请求，于是就向A发出确认报文段，同意建立连接。假定不采用三次握手，那么只要B发出确认，新的连接就建立了。

  由于现在A并没有发出建立连接的请求，因此不会理睬B的确认，也不会向B发送数据。但B却以为新的运输连接已经建立了，并一直等待A发来数据。B的许多资源就这样白白浪费了。采用三次握手的办法可以防止上述情况发生。A不会向B的确认发出确认。B由于收不到确认就知道A并没有要求建立连接。

 

二、TCP的连接释放（四次挥手）

  第一次挥手

  数据传输结束后，通信的双方都可以释放连接。现在A和B都处于ESTABLISHED状态。A的应用进程先向其TCP发出连接释放报文段，并停止再发送数据，主动关闭TCP连接。A把连接释放报文段首部的FIN置1，其序号seq=u,它等于前面已传送过的数据的最后一个字节的序号加1.这时A进入FIN-WAIT-1（终止状态1）状态，等待B的确认。请注意，TCP规定，FIN报文段即使不携带数据，它也消耗一个序号。

  第二次挥手

  B收到连接释放报文段后即发出确认，确认后是ack=u+1,而这个报文段自己的序号是v,等于B前面已传送过的数据的最后一个字节的序号加1。然后B就进入CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。TCP服务器进程这时应该通知高层应用进程，因而从A到B这个方向的连接就释放了，这时的TCP连接处于半关闭（half-close）状态，即A已经没有数据要发送了，但B若发送数据，A仍要接收。也就是说，从B到A这个方向的连接并未关闭。这个状态可能会持续一些时间。

  A收到来自B的确认后，就进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待B发出的连接释放报文段。

  第三次挥手

  若B已经没有要向A发送的数据，其应用进程就通知TCP释放连接。这时B发出的连接释放报文段必须是FIN=1。现假定B的序号为w(在半关闭状态B可能又发送了一些数据)。B还必须重复上次已发送过的确认号ack=u+1。这时B就进入LAST-ACK(最后确认)状态，等待A的确认。

  第四次挥手

   A在收到B的连接释放报文段后，必须对此发出确认。在确认报文段中把ACK置1，确认号ack=w+1,而自己序号是seq=u+1（根据TCP标准，前面发送过的FIN报文段要消耗一个序号）。然后进入到TIMT-WAIT(时间等待)状态。请注意，现在TCP连接还没有释放掉。必须经过时间等待计时器（TIME-WAIT timer）设置的时间2MSL后，A才进入到CLOSED状态。时间MSL叫做最长报文段寿命（maximum segment lifetime）,RFC793建议设置为2分钟。因此TCP允许不同的实现可根据具体情况使用更小的MSL值。因此，从A进入到TIME-WAIT状态后，要经过4分钟才能进入到CLOSED状态。才能开始建立下一个连接。当A撤销相应的传输控制块后，就结束了这次的TCP连接。