TCP/IP协议及三次握手四次挥手（上）

首先我们需要意识到的一点：TCP/IP 协议是众多协议的集合，根据 TCP/IP 的分层不同，对应的协议族也不同。TCP/IP协议在一定程度上参考了OSI的体系结构，并将其简化为了四个层次。

1、应用层：应用层是TCP/IP协议的第一层，是直接为应用进程提供服务的。

2、运输层：作为TCP/IP协议的第二层，运输层在整个TCP/IP协议中起到了中流砥柱的作用。且在运输层中，TCP和UDP也同样起到了中流砥柱的作用。

3、网络层：网络层在TCP/IP协议中的位于第三层。在TCP/IP协议中网络层可以进行网络连接的建立和终止以及IP地址的寻找等功能。

4、网络接口层：在TCP/IP协议中，网络接口层位于第四层。由于网络接口层兼并了物理层和数据链路层，所以网络接口层既是传输数据的物理媒介，也可以为网络层提供一条准确无误的线路。

之后，我们再来看三次握手，四次挥手，首先我们需要知道TCP报文的格式，这里我放一张图片共大家理解。

 在建立和关闭连接的过程中，我们一般提到的有序号（seq），确认序号(ack),

以及分别由一个二进制位构成的(ACK,SYN,FIN)。

三次握手：

 刚开始客户端处于closed状态，服务端处于listen状态。

1.首先客户端先向服务器端发送一个TCP报文

将SYN位置1，表示建立连接，并发送生成的唯一的seq=x，此时客户端处于SYN_Send状态。

2.服务器端收到来自客户端的TCP报文之后,结束LISTEN阶段。并返回一段报文

服务端向客户端发送一个确认消息包，SYN置1，ACK置1表示确认建立连接，seq=y，ack=x+1(由1步骤中seq序列号+1)，此时服务端处于SYN_RCVD状态。

此时，客户端知道自己的发送和接受功能正常，服务端只知道自己的接收功能正常，还需要确认自己的发送功能是否正常，于是便有了第三次握手

3.客户端接收到来自服务器确认收到数据的TCP报文后，明确了从客户端到服务器的数据传输是正常的，结束SYN-SENT阶段，并返回一段TCP报文

ACK置1，seq=x+1,ack=y+1（ack = 发起方的seq + 1），客户端处于established状态。

4.服务端收到ack报文后，处于established状态，至此连接建立。

三次握手作用：

1.确保双方的接受能力、发送能力是否正常。

2.指定自己的初始化序列号，为后面的可靠性传输做准备。

注意点：

1.seq是动态生成的，为了防止能够猜出后续的确认号。

2.当服务器第一次收到客户端的SYN置1的报文后，处于SYN_RCVD状态，服务器会把此种状态下的请求连接放在一个队列里，称为半连接队列。当三次握手完成，建立起的就是全连接队列，如果队列满了，可能会出现丢包现象。

3.服务器发送完syn-ack确认包后，如果没有收到客户端的确认包，服务端会进行首次重传，等待一段时间后仍未收到，会进行二次重传，直至重传次数超过系统规定的重传次数，此时会将该连接信息从半连接队列中删除，一般每次重传的等待时间是指数增长，如:1s,2s,4s...。

4.第一次握手不能携带数据，如果有人恶意在请求报文中放大量数据，会使得服务器消耗大量时间、内存空间进行接受。第三次握手时，对客户端来说，已经知道服务端的接受、发送能力正常，所以就可以携带数据了。