TCP三次握手与四次挥手详解：面向连接的可靠传输

TCP (Transmission Control Protocol) 是一种重要的网络通信协议，工作在计算机网络的传输层，旨在提供可靠的数据传输服务，确保数据的完整性和顺序性。本文主要解析TCP的三次握手和四次挥手过程，这两个过程是TCP连接建立和关闭的核心机制。 **三次握手**： 1. **SYN序号发送**：客户端发送一个SYN包，其中包含一个随机生成的序列号（初始值），以及SYN=1，表示希望建立连接。这个包到达服务器后，服务器接收到并回复SYN+ACK包，其中包含自己的序列号（通常为一个较大的随机数）和确认号，ACK=1表示已收到客户端的SYN。 2. **确认和同步**：服务器在SYN+ACK包中设置了确认号为客户端的SYN序列号+1。客户端收到后，确认自己的序列号也为服务器的SYN+ACK序列号+1，再次发送一个ACK包，此时TCP连接得以建立。 3. **完全同步**：服务器收到客户端的ACK包后，完成了三次握手，开始双向通信。客户端和服务器都有了完整的序列号，可以开始数据传输。 **四次挥手**： 1. **主动关闭**：当一方希望断开连接时，首先发送一个FIN包， FIN=1，表示将不再发送数据。例如，客户端可能先关闭连接，此时FIN的序列号是当前已发送数据的最大序列号。 2. **确认收到FIN**：另一方接收到FIN后，发送一个ACK，确认收到FIN，并保留该连接，直到自己也完成数据发送或确认对方已完成接收。 3. **二次FIN**：确认方发送自己的FIN包，通知对方自己也将停止发送数据，但可能还有未发送的数据包等待确认。 4. **最后确认**：确认方收到对方的FIN后，发送最后一个ACK包，关闭连接。此时，双方都已经完成了数据的发送和接收，TCP连接正式终止。 TCP协议之所以需要，是因为IP层提供的服务是不可靠的，它不保证数据包的顺序、完整性和无丢失。TCP通过三次握手建立连接，四次挥手关闭连接，实现了数据的可靠传输。面向连接的设计使得TCP适合于需要保证数据完整性的应用，如Web浏览、电子邮件等，而无连接的UDP则适用于实时性要求较高的应用，如VoIP和在线游戏，因为它们能容忍一定程度的数据丢失和乱序。