网络编程（三次握手四次挥手）

【1】三次握手四次挥手

1》三次握手

第一次握手都又客户端发起，在TCP/IP协议中，TCP协议提供可靠的连接服务，采用三次握手建立一个连接。服务器必须准备好接收外来的链接，这通过调用socket、bind和listen函数来完成，称为被动打开。

第一次握手：客户通过调用connect函数进行主动打开（active open）。这引起客户TCP发送一个SYN（表示同步）分节（SYN=J），他告诉服务器客户接下来将在该链接中发送的数据的初始序列号。并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认。

第二次握手：服务器必须确认客户的SYN，同时自己也得发送一个SYN分节，他含有服务器接下来将在同一链接中发送的数据的初始序列号。服务器以单字节向客户发送SYN和对客户SYN的ACK（表示确认），此时服务器进入SYN_RECV状态。

第三次握手：客户收到服务器的SYN+ACK。向服务器发送确认分节，此分节发送完毕，客户和服务器都进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，链接建立。

三个状态：

1.SYN_SEND：客户端发送SYN报文后进入此状态，等待服务器的确认。

2.SYN_RECV：服务器收到SYN报文后进入此状态，等待客户的确认。

3.ESTABLISHED：当客户端和服务器都发送和接受了ACK报文后，链接进入此状态，表示链接已建立，可以进行数据传输。

举个比较形象的例子：

打电话

第一次握手：喂，能听见我说话把？

第二次握手：能听见你说话，你能听见我说话不？

第三次握手：能听见

开始通话

三次握手详细过程说明：

第一次握手：客户端向服务器发送一个用于建立TCP链接的请求报文，该报文中包含seq_c序列号，是由客户端随机生成的，并且将报文中的SYN字段置1，表示要建立TCP链接。（SYN=1，seq_c=200，200是客户端随机生成的）。

第二次握手：服务器对客户端发送过来的TCP请求报文做出回应，也发送一个TCP报文，该报文中包含seq_s序列号，由服务器端随机生成，并将报文中的SYN字段置1，表示建立连接，而且还会包含ACK字段，ACK置1表示却热建立连接，同时还会有一个ack_s确认序号，ack_s的值是客户端发送过来的序列号seq_c的基础上加1，用于告知客户端它的TCP请求报文已得到验证。（seq_s=500,ack_s=201,SYN=1,ACK=1,500是服务器端随机生成的）

第三次握手：客户端收到服务器端发送的TCP链接建立请求后，会再次发送一个TCP报文回复服务器，包含序列号seq_c和确认号ack_c，其中序列号是在自己上一次发的报文的序列号的基础上加1，确认号是在服务器发过来的序列号seq_s的基础上加1，同时还有ACK确认字段置1，用于告知确认链接。（seq_c=201,ack_c=501,ACK=1）

面试练习题：

TCP连接过程：

三次握手

TCP的三次握手发生在哪两个函数之间：

accept、connect

为什么一定是三次握手，而不能是两次握手？

主要是为了防止已经失效的链接请求报文突然又传送到了服务器，从而导致不必啊要的错误和资源浪费。两次握手只能保证单项链接是畅通的，因为TCP是一个双向传输协议，只有经过第三次握手，才能确保双向都可以接受到对方发送的数据。

2》四次挥手

四次挥手既可以由客户端发起，也可以由服务器端发起

第一次挥手：客户端发送一个FIN，用来关闭客户端到服务器的数据传送，客户端进入FIN_WAIT-1状态

第二次挥手：服务器端收到FIN后，发送一个ACK给客户端，告诉客户端我已经收到你发过来的FIN报文，但此时可能还未传完数据，服务器端进入CLOSE_WAIT状态,；客户端收到该报文后会进入FIN_WAIT-2状态

第三次挥手：服务器端传送完数据了，向客户端发送一个FIN报文，用来关闭服务器端到客户端的数据传送，服务器进入LAST_ACK状态

第四次挥手：客户端收到FIN后，向服务器端发送一个ACK报文，告知服务器端我已收到你的FIN结束报文，客户端进入等待2MSL后进入CLOSED状态，服务器端在收到客户端发过俩的确认报文或也会进入CLOSED状态，连接断开。

举个比较形象的例子：

打电话

第一次挥手：我说完了，我要挂了

第二次挥手：好的，我知道了，但是你先别急，等我把话说完

第三次挥手：好了，我说完了，咱们可以挂电话了

第四次挥手：好的，挂了吧

四次挥手过程详细说明：

第一次挥手：客户端发送断开TCP链接请求的报文，包含seq序列号，是由客户端随机生成的，并且还将报文中的FIN字段置1，表示需要断开TCP链接，进入FIN_WAIT-1状态。（FIN=1，seq=u，u是由客户端随机生成的）

第二次挥手：服务器会回复客户端发送FIN报文，向客户端发送一个ACK确认报文，其中包含ACK标志位，置1，seq序列号，由服务器端随机生成，，ack确认号在客户端的seq序列号的基础上加1，该报文用于告知客户端我已收到你想要断开的请求，发送完进入CLOSE_WAIT状态，等客户端接收到该报文时，客户端会进入FIN_WAIT-2状态。（ACK=1，ack= u+1，seq=v, v是由服务器端随机生成的）

第三次挥手：服务器端在回复完客户端的TCP断开请求后，并不会立即断开TCP链接，而是会继续传送数据，直到自己的数据全部传输完后，会向客户端发送一个FIN报文，FIN标志位置1，表示要断开链接，ACK标志位置1，表示确认，seq序列号随机生成，ack确认号仍然是之前客户端seq的基础上加1，发送完进入LAST_ACK状态。（FIN=1，ACK=1，ack=u+1，seq=w，w是服务器端随机生成的）

第四次挥手：客户端收到服务器端的TCP断开请求后，会回复一个ACK确认报文，包含ACK标志位，置1，seq序列号，客户端随机生成的，ack确认号的值是在上一次服务器端的seq序列号的基础上加1，发送完之后，会进入TIME_WAIT状态，客户端需要等待2MSL的时间之后，才能进入CLOSED状态，服务器端在收到ACK报文后也会进入CLOSED状态。TCP链接断开。（ACK=1，ack=w+1，seq=u+1）

3》各种状态解释

LISTEN：等待从任何远端TCP 和端口的连接请求。

SYN_SENT：发送完一个连接请求后等待一个匹配的连接请求。

SYN_RECEIVED：发送连接请求并且接收到匹配的连接请求以后等待连接请求确认。

ESTABLISHED：表示一个打开的连接，接收到的数据可以被投递给用户。连接的数据传输阶段的正常状态。

FIN_WAIT_1：等待远端TCP 的连接终止请求，或者等待之前发送的连接终止请求的确认。

FIN_WAIT_2：等待远端TCP 的连接终止请求。

CLOSE_WAIT：等待本地用户的连接终止请求。

CLOSING：等待远端TCP 的连接终止请求确认。

LAST_ACK：等待先前发送给远端TCP 的连接终止请求的确认（包括它字节的连接终止请求的确认）

TIME_WAIT：等待足够的时间过去以确保远端TCP 接收到它的连接终止请求的确认。
TIME_WAIT 两个存在的理由：
1.可靠的实现tcp全双工连接的终止；
2.允许老的重复分节在网络中消逝。

CLOSED：不在连接状态（这是为方便描述假想的状态，实际不存在）