TCP三次握手与四次挥手详解：协议过程与关键概念

TCP（Transmission Control Protocol）是Internet协议套件中的关键协议，负责提供面向连接的、可靠的、基于字节流的通信服务。在TCP/IP网络通信中，连接的建立和关闭通过三次握手和四次挥手的过程实现。 **三次握手：** 1. **第一次握手（SYN_SENT）**：客户端发起连接请求，发送一个SYN（同步序列号）包，同步序列号（syn=j）标识连接的初始序号，此时客户端进入SYN_SEND状态，等待服务器确认。 2. **第二次握手（SYN_RECEIVED/SYN_ACK）**：服务器接收到客户端的SYN包后，回应一个SYN+ACK包，即包含自己的SYN（syn=k）和对客户端SYN的确认（ack=j+1），服务器进入SYN_RECV状态。 3. **第三次握手（ESTABLISHED）**：客户端接收到服务器的SYN+ACK后，再次发送一个ACK（ack=k+1）包确认，双方都收到对方的确认后，连接建立完成，进入ESTABLISHED状态，开始数据传输。 **重要概念：** - **未连接队列（Syn_RECV）**：服务器维护一个未连接队列，用于存储客户端的SYN请求，等待确认。当服务器收到SYN后，会进入SYN_RECV状态，直到收到客户端的ACK。 - **Backlog参数**：未连接队列的最大容量，限制了同时能接受的连接数。 - **SYN-ACK重传次数**：服务器发送SYN-ACK包后，如果未收到确认，会进行多次重传。若超过预设的最大重传次数，连接将被放弃。 - **半连接存活时间（Timeout/SYN_RECV存活时间）**：指服务器等待客户端确认SYN包的有效时间，如果超时，将删除对应的连接信息。 **四次挥手：** 1. **第一次挥手（FIN_SENT）**：当一方（通常是客户端）完成数据传输后，会发送FIN（结束标志）包，但并不立即断开连接，而是等待对方响应。 2. **第二次挥手（FIN_RECEIVED）**：接收方收到FIN后，发送ACK确认，并开始关闭连接。同时发送自己的FIN包给发送方。 3. **第三次挥手（TIME_WAIT）**：发送方收到FIN后，发送ACK并关闭连接，但进入TIME_WAIT状态，等待一段时间，确保接收到对方的确认后再完全断开连接，防止数据包的重复接收。 4. **第四次挥手（CLOSED）**：接收方收到发送方的ACK后，关闭连接，整个TCP连接结束。 **注意**：TCP连接的建立和关闭过程是非常复杂的，涉及多个状态机和超时机制，以确保数据的可靠传输。三次握手和四次挥手是确保连接的完整性和有序关闭的关键步骤。