【计算机网络】TCP 的三次握手和四次挥手

TCP 是面向连接的，面向连接就是数据通讯的时候需要进行三次握手，断开通讯的时候需要进行四次挥手。

1.seq(sequence number)，序列号，随机生成的
2.ack(acknowledgement number)，确认号，ack=seq+1
3.ACK(acknowledgement)，确定序列号有效
4.SYN(synchronous)，发起新连接
5.FIN(FINISH)，完成

TCP 的三次握手

TCP三次握手示意图：

Client            Server
  |                  |
  |    SYN=SEQ_A     |
  |----------------->|
  |                  |
  |  SYN=SEQ_B       |
  |  ACK=SEQ_A+1     |
  |<-----------------|
  |                  |
  |    ACK=SEQ_B+1   |
  |    SEQ=SEQ_A+1   |
  |----------------->|
  |                  |

在这些示意图中，箭头表示数据流的方向。三次握手中，Client向Server发送一个带有SYN标志的报文段，Server收到后回复一个带有SYN和ACK标志的报文段，然后Client再回复一个带有ACK标志的报文段，完成三次握手。

TCP（Transmission Control Protocol）是一种常用的传输层协议，用于在网络上建立可靠的连接。TCP的三次握手是在建立连接时进行的一系列步骤，以确保通信双方都愿意开始数据传输。下面是TCP三次握手的详细讲解：

1. 第一次握手（SYN - 发送同步序列号）：
   在建立连接之前，客户端首先向服务器发送一个带有SYN标志的TCP报文段。
   这个报文段的序列号（Seq）被设置为一个随机值（假设为A）作为初始序列号。
   客户端还将设置连接标志（SYN）以及窗口大小等信息，并在选项字段中放入一些控制信息。这个报文段的目的是告诉服务器，客户端想要建立连接，并指定初始序列号A。

2. 第二次握手（SYN + ACK - 发送同步序列号和确认序列号）：
   服务器接收到客户端的SYN报文段后，会对其进行确认。
   服务器向客户端发送一个带有SYN和ACK标志的TCP报文段，其中确认号（Ack）被设置为客户端发送的初始序列号A加1（即A+1），而服务器的初始序列号被设置为另一个随机值（假设为B）。
   服务器也会设置自己的连接标志（SYN），并在选项字段中放入一些控制信息。这个报文段的目的是告诉客户端，服务器愿意建立连接，并确认客户端的初始序列号A。

3. 第三次握手（ACK - 发送确认序列号）：
   客户端收到服务器的SYN + ACK报文段后，会向服务器发送一个带有ACK标志的TCP报文段，确认服务器的初始序列号B。
   客户端的确认号被设置为服务器发送的初始序列号B加1（即B+1），而连接标志（SYN）被置为0。此时，连接已建立，双方可以开始进行数据传输。服务器收到这个确认报文段后，也确认了连接的建立。

这里的 0 是 wireshark 为了直观，调整了的，原始报文中不是 0

通过这三次握手，双方确认了彼此的能力和意愿，建立了一个可靠的连接，可以进行数据传输。这种三次握手机制可以确保通信双方都同意建立连接，减少了误操作或不必要的连接。在数据传输完成后，连接可以通过四次握手来正常关闭。

TCP 的四次挥手

TCP四次挥手示意图：

Client            Server
  |                  |
  |     FIN=SEQ_X    |
  |----------------->|
  |                  |
  |  ACK=SEQ_X+1     |
  |<-----------------|
  |                  |
  |    FIN=SEQ_Y     |
  |  ACK=SEQ_X+1     |
  |<-----------------|
  |                  |
  |  ACK=SEQ_Y+1     | 
  |  SEQ=SEQ_X+1     |
  |----------------->|
  |                  |

四次挥手中，Client首先发送一个带有FIN标志的报文段，然后Server回复一个带有ACK标志的报文段，接着Server发送一个带有FIN标志的报文段，最后Client回复一个带有ACK标志的报文段，完成四次挥手。

TCP（Transmission Control Protocol）的四次挥手是用于关闭一个已建立的连接的过程。与建立连接的三次握手类似，关闭连接需要双方都达成一致。下面是TCP四次挥手的详细讲解：

1. 第一次挥手（FIN - 发送结束标志）：
   当一方（通常是客户端）决定关闭连接时，它会向另一方（通常是服务器）发送一个带有FIN标志的TCP报文段。这个报文段表示发起方没有更多数据要发送，但是仍然愿意接收来自对方的数据。
   发起方将序列号（Seq）设置为当前已发送数据的最后一个字节的序号加1。这个报文段的目的是告诉另一方，发起方希望关闭连接。

2. 第二次挥手（ACK - 发送确认）：
   收到第一次挥手的FIN报文段后，另一方（通常是服务器）会向发起方发送一个带有ACK标志的TCP报文段，表示它已经收到了发起方的关闭请求。
   确认号（Ack）会被设置为发起方的序列号加1，表示另一方已经收到了发起方的所有数据。此时，连接进入半关闭状态，发起方仍然可以发送数据，但另一方不能。

3. 第三次挥手（FIN - 发送结束标志）：
   当另一方（通常是服务器）也准备好关闭连接时，它会发送一个带有FIN标志的TCP报文段给发起方。
   这个报文段的序列号（Seq）被设置为当前已发送数据的最后一个字节的序号加1。此时，另一方表示它已经没有更多数据要发送，并准备好关闭连接。

4. 第四次挥手（ACK - 发送确认）：
   收到第三次挥手的FIN报文段后，发起方会向另一方发送一个带有ACK标志的TCP报文段，表示它已经收到了另一方的关闭请求。
   确认号（Ack）被设置为另一方的序列号加1，表示发起方已经确认了另一方的关闭请求。此时，连接正式关闭，双方都不能再发送数据。

通过这四次挥手，双方完成了连接的关闭，确保彼此都知道对方已经停止发送数据，从而避免了数据丢失。这个过程保证了连接的可靠关闭，以及释放相关的资源。