TCP三次握手与四次挥手

TCP概念

TCP是一种面向连接、可靠地、基于字节流的传输层通信协议。

1. 面向连接是指在传输前，会先在传输信息前，建立一对一的连接。这里的连接不是物理上的，而是软件层面的，是一种状态。
2. 可靠是指不论网络链路出现怎么样的链路变化，都能保证报文的完整性，有序性。
3. 字节流：表示传输的信息大小没有边界，可以传输任意大的信息。

TCP连接

用于保证可靠性和流量控制的一组状态信息的组合，包括socket、序列号、窗口大小

通过socket（套接字）来确定一个TCP连接。

socke包含：源地址、目标地址、源端口、目标端口

TCP和UDP的区别：

1. 连接：TCP需要建立一对一的连接，UDP不需要建立连接，使用广播的方式直接发送数据。
2. 可靠性：TCP能保证数据传输的完整性和有序性，而UDP只是负责把数据传输出去 不管接收方是否收到
3. 流量控制：TCP有流量控制机制，能保证数据传输安全性

TCP的三次握手

为什么需要三次握手

1. 保证不会建立重复连接
2. 保证传输的可靠性，同步初始化序列

三次握手的过程：

建立TCP连接不是真实的物理连接，而是软件层面的连接，其实是状态同步。

没有建立连接前客户端和服务器都处于closed状态，服务器端主动监听端口。

1. 客户端向服务器端发出第一次请求, 报文包含一个随机数作为序列号起始值，syn为1，表示为syn报文，此时客户端状态为SYN_SENT
2. 服务器端收到请求后返回一个报文，ack为1，生成一个随机数作为服务器端序列号起始值，将客户端序列号+1放入确认应答序列号内。此时服务器端状态为SYN_RCVD
3. 客户端收到响应后，再次发送请求，报文的ack为1，确认应该序列号的值为响应报文的序列号+1。客户端发送后状态为ESTABLISHED，服务器端收到请求后，状态为ESTABLISHED。三次握手中只有第三次能够携带数据、

如果第三次握手的ack包丢失了怎么办？

如果第三次包丢失了，服务器端没有收到应答，在一定周期后会重发响应。

这是客户端其实已经是建立连接状态，如果给服务器发送数据，服务器端收到以后经过检查是没有建立连接的，会发送reset报文

四次挥手

当要关闭连接的时候，想需要经历四次挥手：、

1. 客户端发送FIN报文，FIN为1，客户端进入FIN_wait1状态
2. 服务器端收到FIN报文后，发送出响应报文，ack为1，FIN为1，进入CLOSE_WAIT状态，客户端收到报文后进入FIN_Wait2状态，等待服务器端关闭
   3.服务器端做好关闭准备后，发送FIN报文进入LAST_ACK状态，
3. 客户端收到服务器的FIN报文，返回ack报，进入time——wait状态。服务器端收到以后进入closed状态，而客户端等待一段时间后，才进入close状态。

TCP长连接保活机制：

原理：
当一个tcp连接建立后，一段时间内没有请求，服务器端会发送一个探测包检查客户端是否有响应，如果有则服务器端继续保持连接，如果没有则关闭当前连接。
空闲时间：多久没有通信开始发起探测包
探测次数：最多探测几次
探测间隔
作用：从保活机制的实现来看，只有服务器端发送探测包，当探测失败后服务器端会做出处理，所以和客户端无关，主要是为了避免服务器端无效连接的存在，节省服务器资源。