TCP連接的建立和釋放分別通過“三次握手”和“四次揮手”來完成。

三次握手過程

TCP三次握手是建立可靠網絡連接的關鍵過程，它用于確保通信雙方能夠正常發送和接收數據，并提供可靠的數據傳輸機制。三次握手的主要目標包括：

? 同步雙方的序列號

? 確認雙方的接收和發送能力

? 防止因為過期報文導致的誤連接

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第一次握手

? 客戶端發送一個SYN（同步）請求報文，表示希望建立連接，并附帶初始序列號（Sequence Number）。< 客戶端撥通服務器的電話，說“喂？聽得到嗎？”>? 客戶端進入 SYN_SENT 狀態，等待服務器的響應。

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第二次握手

? 服務器收到請求后，回復一個SYN+ACK（同步+確認）報文。< “聽得到！你那邊OK嗎？”>? ACK字段確認客戶端的序列號，同時服務器生成自己的初始序列號。

? 服務器進入 SYN_RCVD 狀態，等待客戶端的確認。

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第三次握手

? 客戶端收到服務器的確認后，再發送一個ACK（確認）報文，確認服務器的響應。<客戶端確認：“沒問題，開始聊吧！”>? 客戶端進入 ESTABLISHED 狀態，服務器也進入 ESTABLISHED 狀態，連接正式建立。下面是TCP頭部的一個簡單介紹：上述流程中提到：

序列號：

定義：序列號標識數據流中每個字節的唯一編號，用于確保數據的有序傳輸。

初始值：在連接建立時，序列號由發送方隨機生成。

變化規則：每發送一個數據段，序列號會增加該數據段的字節數。例如，發送100字節的數據后，序列號會增加100。

作用：解決網絡中數據包亂序問題，確保接收方能夠按照正確順序重組數據。

確認號：

定義：確認號表示接收方期望收到的下一個數據包的序列號。

變化規則：確認號等于接收到的序列號加上數據段的長度。如果接收到的是SYN或FIN報文，則確認號加1。

作用：通知發送方哪些數據已經被成功接收，解決丟包問題。

確認號和序列號機制是確保TCP數據傳輸數據可靠性的關鍵機制。

為什么要三次握手？

簡單來講，三次握手是保證通信穩定正確的最小開銷。

可以有一個很簡單的對話例子：

? A — B：你聽得到我嗎？

? B — A：我聽得到，你能聽到我嗎？

? A — B：我也能聽到，我們可以開始正式交流了。

三次握手通過同步序列號，確認機制等等，確保了TCP連接的穩定性和可靠性。

四次揮手過程

TCP的四次揮手是用于終止TCP連接的過程，確保雙方都能可靠地關閉連接。

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第一次揮手

客戶端發送一個帶有FIN（Finish）標志的報文段，表示客戶端不再發送數據，但仍然可以接收數據。此時客戶端進入FIN_WAIT_1狀態。< 客戶端說：“我講完了，先掛了”>

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第二次揮手

服務器收到客戶端的FIN報文后，發送一個ACK（Acknowledgment）報文作為確認，確認序號為收到的序號加1。此時服務器進入CLOSE_WAIT狀態，客戶端收到ACK后進入FIN_WAIT_2狀態。< 服務器回應：“收到，我還在處理消息。”>

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第三次揮手

服務器在完成數據發送后，向客戶端發送一個FIN報文，表示服務器也不再發送數據。此時服務器進入LAST_ACK狀態，等待客戶端的確認。< 服務器處理完數據后說：“我也講完了。”>

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第四次揮手

客戶端收到服務器的FIN報文后，發送一個ACK報文作為確認，確認序號為收到的序號加1。此時客戶端進入TIME_WAIT狀態，等待2MSL（最大報文段生存時間）后進入CLOSED狀態。服務器收到ACK后，立即進入CLOSED狀態。< 客戶端確認：“好的，再見！”>

注：如果服務器沒有收到客戶端的ACK，會在2MSL后重傳FIN，客戶端在TIME_WAIT狀態可以重新發送ACK。2MSL的時間足以讓網絡中所有舊的重復報文段消失，防止它們干擾新的連接。

為什么需要四次揮手？

全雙工通信：TCP是全雙工的，每個方向都需要單獨關閉。客戶端發送FIN表示不再發送數據，但服務器可能仍有數據要發送，因此需要服務器也發送FIN來確認關閉。

可靠關閉：通過四次揮手，確保雙方都能確認對方的關閉意圖，避免數據丟失或不完整。

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