6 張圖帶你搞懂 TCP 為什么是三次握手，而不是兩次或四次？
1三次握手
2兩次握手（情況1）
3兩次握手（情況2）
OK，下面正經(jīng)地來回答下這個(gè)問題，要搞清楚這個(gè)問題，首先得了解TCP究竟是如何保證可靠傳輸?shù)摹?/p>
PS：TCP協(xié)議中，主動(dòng)發(fā)起請求的一端稱為『客戶端』，被動(dòng)連接的一端稱為『服務(wù)端』。不管是客戶端還是服務(wù)端，TCP連接建立完后都能發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
起初，服務(wù)器和客戶端都為CLOSED狀態(tài)。在通信開始前，雙方都得創(chuàng)建各自的傳輸控制塊（TCB）。服務(wù)器創(chuàng)建完TCB后便進(jìn)入LISTEN狀態(tài)，此時(shí)準(zhǔn)備接收客戶端發(fā)來的連接請求。
第一次握手
客戶端向服務(wù)端發(fā)送連接請求報(bào)文段。該報(bào)文段的頭部中SYN=1，ACK=0，seq=x。請求發(fā)送后，客戶端便進(jìn)入SYN-SENT狀態(tài)。
PS1：SYN=1，ACK=0表示該報(bào)文段為連接請求報(bào)文。
PS2：x為本次TCP通信的字節(jié)流的初始序號。TCP規(guī)定：SYN=1的報(bào)文段不能有數(shù)據(jù)部分，但要消耗掉一個(gè)序號。
第二次握手
服務(wù)端收到連接請求報(bào)文段后，如果同意連接，則會(huì)發(fā)送一個(gè)應(yīng)答：SYN=1，ACK=1，seq=y，ack=x+1。該應(yīng)答發(fā)送完成后便進(jìn)入SYN-RCVD狀態(tài)。
PS1：SYN=1，ACK=1表示該報(bào)文段為連接同意的應(yīng)答報(bào)文。
PS2：seq=y表示服務(wù)端作為發(fā)送者時(shí)，發(fā)送字節(jié)流的初始序號。
PS3：ack=x+1表示服務(wù)端希望下一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送序號從x+1開始的字節(jié)。
第三次握手
當(dāng)客戶端收到連接同意的應(yīng)答后，還要向服務(wù)端發(fā)送一個(gè)確認(rèn)報(bào)文段，表示：服務(wù)端發(fā)來的連接同意應(yīng)答已經(jīng)成功收到。該報(bào)文段的頭部為：ACK=1，seq=x+1，ack=y+1。客戶端發(fā)完這個(gè)報(bào)文段后便進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)，服務(wù)端收到這個(gè)應(yīng)答后也進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)，此時(shí)連接的建立完成！
4 為什么連接建立需要三次握手，而不是兩次握手？
防止失效的連接請求報(bào)文段被服務(wù)端接收，從而產(chǎn)生錯(cuò)誤。
PS：失效的連接請求：若客戶端向服務(wù)端發(fā)送的連接請求丟失，客戶端等待應(yīng)答超時(shí)后就會(huì)再次發(fā)送連接請求，此時(shí)，上一個(gè)連接請求就是『失效的』。
若建立連接只需兩次握手，客戶端并沒有太大的變化，仍然需要獲得服務(wù)端的應(yīng)答后才進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)，而服務(wù)端在收到連接請求后就進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)。
此時(shí)如果網(wǎng)絡(luò)擁塞，客戶端發(fā)送的連接請求遲遲到不了服務(wù)端，客戶端便超時(shí)重發(fā)請求，如果服務(wù)端正確接收并確認(rèn)應(yīng)答，雙方便開始通信，通信結(jié)束后釋放連接。此時(shí)，如果那個(gè)失效的連接請求抵達(dá)了服務(wù)端，由于只有兩次握手，服務(wù)端收到請求就會(huì)進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)，等待發(fā)送數(shù)據(jù)或主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)。但此時(shí)的客戶端早已進(jìn)入CLOSED狀態(tài)，服務(wù)端將會(huì)一直等待下去，這樣浪費(fèi)服務(wù)端連接資源。
5TCP四次揮手
TCP連接的釋放一共需要四步，因此稱為『四次揮手』。
我們知道，TCP連接是雙向的，因此在四次揮手中，前兩次揮手用于斷開一個(gè)方向的連接，后兩次揮手用于斷開另一方向的連接。
第一次揮手
若A認(rèn)為數(shù)據(jù)發(fā)送完成，則它需要向B發(fā)送連接釋放請求。該請求只有報(bào)文頭，頭中攜帶的主要參數(shù)為：FIN=1，seq=u。此時(shí)，A將進(jìn)入FIN-WAIT-1狀態(tài)。
PS1：FIN=1表示該報(bào)文段是一個(gè)連接釋放請求。
PS2：seq=u，u-1是A向B發(fā)送的最后一個(gè)字節(jié)的序號。
第二次揮手
B收到連接釋放請求后，會(huì)通知相應(yīng)的應(yīng)用程序，告訴它A向B這個(gè)方向的連接已經(jīng)釋放。此時(shí)B進(jìn)入CLOSE-WAIT狀態(tài)，并向A發(fā)送連接釋放的應(yīng)答，其報(bào)文頭包含：ACK=1，seq=v，ack=u+1。
PS1：ACK=1：除TCP連接請求報(bào)文段以外，TCP通信過程中所有數(shù)據(jù)報(bào)的ACK都為1，表示應(yīng)答。
PS2：seq=v，v-1是B向A發(fā)送的最后一個(gè)字節(jié)的序號。
PS3：ack=u+1表示希望收到從第u+1個(gè)字節(jié)開始的報(bào)文段，并且已經(jīng)成功接收了前u個(gè)字節(jié)。
A收到該應(yīng)答，進(jìn)入FIN-WAIT-2狀態(tài)，等待B發(fā)送連接釋放請求。
第二次揮手完成后，A到B方向的連接已經(jīng)釋放，B不會(huì)再接收數(shù)據(jù)，A也不會(huì)再發(fā)送數(shù)據(jù)。但B到A方向的連接仍然存在，B可以繼續(xù)向A發(fā)送數(shù)據(jù)。
第三次揮手
當(dāng)B向A發(fā)完所有數(shù)據(jù)后，向A發(fā)送連接釋放請求，請求頭：FIN=1，ACK=1，seq=w，ack=u+1。B便進(jìn)入LAST-ACK狀態(tài)。
第四次揮手
A收到釋放請求后，向B發(fā)送確認(rèn)應(yīng)答，此時(shí)A進(jìn)入TIME-WAIT狀態(tài)。該狀態(tài)會(huì)持續(xù)2MSL時(shí)間，若該時(shí)間段內(nèi)沒有B的重發(fā)請求的話，就進(jìn)入CLOSED狀態(tài)，撤銷TCB。當(dāng)B收到確認(rèn)應(yīng)答后，也便進(jìn)入CLOSED狀態(tài)，撤銷TCB。
6為什么 A 要先進(jìn)入TIME-WAIT狀態(tài)，等待2MSL時(shí)間后才進(jìn)入CLOSED狀態(tài)
為了保證B能收到A的確認(rèn)應(yīng)答。若A發(fā)完確認(rèn)應(yīng)答后直接進(jìn)入CLOSED狀態(tài)，那么如果該應(yīng)答丟失，B等待超時(shí)后就會(huì)重新發(fā)送連接釋放請求，但此時(shí)A已經(jīng)關(guān)閉了，不會(huì)作出任何響應(yīng)，因此B永遠(yuǎn)無法正常關(guān)閉。
本文轉(zhuǎn)載自：「掘金」，原文：https://tinyurl.com/nrputn47，版權(quán)歸原作者所有。
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