TCP三次握手与四次挥手深度解析

"TCP的三次握手与四次挥手是TCP/IP协议中建立和关闭连接的重要环节，对于网络通信的理解至关重要。本文将详细解释这两个过程及其相关概念。" TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。在TCP中，为了确保数据的正确传输，必须先建立连接，这就是所谓的“三次握手”。三次握手的主要目的是避免已失效的连接请求报文突然又传到了服务端，因而产生错误。 1. **第一次握手**： 客户端（Client）想要连接服务器（Server），它会生成一个随机的序列号seq，并将其放入TCP报文段的序列号字段，同时将SYN（Synchronize Sequence Numbers）标志位置1，然后将这个报文段发送给服务器。此时，客户端进入SYN_SENT状态，等待服务器确认。 2. **第二次握手**： 服务器接收到客户端的SYN报文段后，如果同意连接，会回应一个SYN报文段，同样设置SYN标志位，并且生成自己的随机序列号seq，同时还会在确认号字段ack中设置为客户端的序列号seq+1，表示确认收到了客户端的序列号。服务器此时进入SYN_RECEIVED状态，等待客户端的确认。 3. **第三次握手**： 客户端收到服务器的SYN报文段后，还需要再次发送确认，所以它会发送一个ACK报文段，确认号ack设置为服务器的序列号seq+1，表明客户端收到了服务器的SYN报文。至此，双方都确认了对方的序列号，连接建立成功，客户端进入ESTABLISHED状态，当服务器收到这个确认后，也进入ESTABLISHED状态，此时双方可以开始传输数据。 接下来，我们讨论TCP的“四次挥手”来关闭连接的过程。 1. **第一次挥手**： 当数据传输完毕，主动关闭连接的一方（通常是客户端）会发送一个FIN（Finish）报文段，其序列号seq是前一次发送的数据的最后一个字节的序号+1，表示客户端不再发送数据，请求关闭连接。 2. **第二次挥手**： 服务器接收到FIN报文段后，发送一个ACK报文段，确认号ack设置为客户端的序列号seq+1，表明已收到客户端的关闭请求，但服务器可能还有数据需要发送，所以它不会立即关闭连接，而是进入FIN_WAIT_1状态。 3. **第三次挥手**： 当服务器完成所有数据发送后，它也会发送一个FIN报文段给客户端，请求关闭连接。此时服务器进入FIN_WAIT_2状态，等待客户端的确认。 4. **第四次挥手**： 客户端收到服务器的FIN报文段后，同样发送一个ACK报文段，确认号ack设置为服务器的序列号seq+1，然后进入TIME_WAIT状态。这个状态会持续一段时间（通常为两倍的MSL，即最大分片生存时间），以确保服务器接收到确认报文。服务器收到这个确认后，连接正式关闭，进入CLOSED状态，而客户端在等待一段时间后，也会进入CLOSED状态，结束连接。 在TCP的三次握手和四次挥手过程中，确认号和序列号的正确设置以及状态转换的管理，保证了连接的可靠建立和安全关闭。理解这一过程对于排查网络问题和优化TCP连接性能至关重要。