网络 | TCP/IP三次握手和四次挥手

一、三次握手

第一次握手
当客户端向服务器发起连接请求时，客户端会发送同步序列标号SYN到服务器，在这里我们设SYN为m，等待服务器确认，这时客户端的状态为SYN_SENT。

第二次握手
当服务器收到客户端发送的SYN（m）后，服务器要做的是确认客户端发送过来的SYN，在这里服务器发送确认包ACK，这里的ACK为m+1，意思是说“我收到了你发送的SYN了”，同时，服务器也会向客户端发送一个SYN包，这里我们设SYN为n。这时服务器的状态为SYN_RECV。
一句话，服务器端发送SYN和ACK两个包。

第三次握手
客户端收到服务器发送的SYN（n）和ACK（m+1）包后，知道了之前的同步***m数据已经发送成功了，客户端状态变为ESTABLISH，需向服务器发送确认包ACK，“我也收到你发送的SYN了，我这就给你发个确认过去，然后我们就能开始通信了”，这里的ACK为n+1，服务器端接收到ACK后，服务器的状态变为ESTABLISH，即TCP连接成功。

在三次握手中，客户端和服务器端都发送两个包SYN和ACK，只不过服务器端的两个包是一次性发过来的，客户端的两个包是分两次发送的。

有童鞋会说，如果A发给B的确认丢了，该如何？

A会超时重传这个ACK吗？不会！TCP不会为没有数据的ACK超时重传。那该如何是好？B如果没有收到A的ACK，会超时重传自己的SYN同步信号，一直到收到A的ACK为止。

补充阅读：

第一个包，即A发给B的SYN 中途被丢，没有到达B

A会周期性超时重传，直到收到B的确认

第二个包，即B发给A的SYN +ACK 中途被丢，没有到达A

B会周期性超时重传，直到收到A的确认

第三个包，即A发给B的ACK 中途被丢，没有到达B

A发完ACK，单方面认为TCP为 Established状态，而B显然认为TCP为closed状态：

a. 假定此时双方都没有数据发送，B会周期性超时重传，直到收到A的确认，收到之后B的TCP 连接也为 Established状态，双向可以发包。

b. 假定此时A有数据发送，B收到A的 Data + ACK，自然会切换为established 状态，并接受A的 Data。

c. 假定B有数据发送，数据发送不了，会一直周期性超时重传SYN + ACK，直到收到A的确认才可以发送数据。

二、四次挥手

当A端和B端要断开连接时，需要四次握手，这里称为四次挥手。

断开连接请求可以由客户端发出，也可以由服务器端发出，在这里我们称A端向B端请求断开连接。

第一次挥手

A端向B端请求断开连接时会向B端发送一个带有FIN标记的报文段，这里的FIN是FINSH的意思。

第二次挥手

B端收到A发送的FIN后，B段现在可能现在还有数据没有传完，所以B端并不会马上向A端发送FIN，而是先发送一个确认序号ACK，意思是说“你发的断开连接请求我收到了，但是我现在还有数据没有发完，请稍等一下呗”。

第三次挥手

当B端的事情忙完了，那么此时B端就可以断开连接了，此时B端向A端发送FIN序号，意思是这次可以断开连接了。

第四次挥手

A端收到B端发送的FIN后，会向B端发送确认ACK，然后经过两个MSL时长后断开连接。

MSL是Maximum Segment Lifetime，最大报文段生存时间，2个MSL是报文段发送和接收的最长时间。

三、为什么TCP连接是三次，挥手却是四次？

在TCP连接中，服务器端的SYN和ACK向客户端发送是一次性发送的，而在断开连接的过程中，B端向A端发送的ACK和FIN是是分两次发送的。因为在B端接收到A端的FIN后，B端可能还有数据要传输，所以先发送ACK，等B端处理完自己的事情后就可以发送FIN断开连接了。

四、为什么在第四次挥手后会有2个MSL的延时？

前文说到MSL是Maximum Segment Lifetime，最大报文段生存时间，2个MSL是报文段发送和接收的最长时间。假定网络不可靠，那么第四次发送的ACK可能丢失，即B端无法收到这个ACK，如果B端收不到这个确认ACK，B端会定时向A端重复发送FIN，直到B端收到A的确认ACK。所以这个2MSL就是用来处理这个可能丢失的ACK的。