TCP三次握手和四次挥手不管是在开发还是面试中都是一个非常重要的知识点，它是我们优化web程序性能的基础。欢迎学习，一起进步
一.TCP简介
- TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）
是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的通信协议，数据在传输前要建立连接，传输完毕后还要断开连接。 - 客户端在收发数据前要使用 connect() 函数和服务器建立连接。建立连接的目的是保证IP地址、端口、物理链路等正确无误，为数据的传输开辟通道。
- TCP建立连接时要传输三个数据包，俗称三次握手（Three-way Handshaking）
二.TCP数据报结构
- ①序号：Seq（Sequence Number）序号占32位，用来标识从计算机A发送到计算机B的数据包的序号，计算机发送数据时对此进行标记。
- ②确认号：Ack（Acknowledge Number）确认号占32位，客户端和服务器端都可以发送，Ack = Seq + 1。
- ③标志位：每个标志位占用1Bit，共有6个，分别为 URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN，具体含义如下：
URG：紧急指针（urgent pointer）有效。
ACK：确认序号有效。
PSH：接收方应该尽快将这个报文交给应用层。
RST：重置连接。
SYN：建立一个新连接。
FIN：断开一个连接。
三.TCP的三次握手
过程描述- ①首先 Client 端发送连接请求报文，
- ②Server 段接受连接后回复 ACK 报文，并为这次连接分配资源。
- ③Client 端接收到 ACK 报文后也向 Server 段发生 ACK 报文，并分配资源，这样 TCP 连接就建立了。
- 用川航举例子
- ①四川8633请求建立连接(SYN)，并且发送出序号。
- ②服务端接受到信号，即有确认号（ACK）,此时并同样返回请求序号Seq
- ③客户端接受到信号，即有确认号（ACK），连接已经建立。
- 小结：
三次握手的关键是要确认对方收到了自己的数据包，这个目标就是通过“确认号（Ack）”字段实现的。计算机会记录下自己发送的数据包序号Seq，待收到对方的数据包后，检测“确认号（Ack）”字段，看Ack = Seq + 1是否成立，如果成立说明对方正确收到了自己的数据包。
- 如果只有两次握手
这个时候客户端没有回应，这样会浪费服务端的资源
那你是否思考过为什么需要第三次通信 ？
- 在第一次通信过程中，A向B发送信息之后，B收到信息后可以确认自己的收信能力和A的发信能力没有问题。
- 在第二次通信中，B向A发送信息之后，A可以确认自己的发信能力和B的收信能力没有问题，但是B不知道自己的发信能力到底如何，所以就需要第三次通信。
- 在第三次通信中，A向B发送信息之后，B就可以确认自己的发信能力没有问题。
- 小结：3次握手完成两个重要的功能，
既要双方做好发送数据的准备工作(双方都知道彼此已准备好)，也要允许双方就初始序列号进行协商，这个序列号在握手过程中被发送和确认。
四.TCP的四次挥手
- 建立连接非常重要，它是数据正确传输的前提；断开连接同样重要，它让计算机释放不再使用的资源。如果连接不能正常断开，不仅会造成数据传输错误，还会导致套接字不能关闭，持续占用资源，如果并发量高，服务器压力堪忧。
//过程描述
- A：“任务处理完毕，我希望断开连接。”
- B：“哦，是吗？请稍等，我准备一下。”
- 等待片刻后……
- B：“我准备好了，可以断开连接了。”
- A：“好的，谢谢合作。”
- 川航图举例
- ①服务端申请断开连接即FIN，发送Seq+Ack
- ②客户端接收信息返回，表示我已经接收到
- ③客户端发送信息表示可以断开连接
- ④服务端接受信息，返回数据表示已接受信息
- 数据传输完毕后，双方都可释放连接。最开始的时候，客户端和服务器都是处于ESTABLISHED状态，然后客户端主动关闭，服务器被动关闭。
为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次握手？
- ①因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。
- ②但是关闭连接时，当Server端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉Client端，“你发的FIN报文我收到了”。
- ③只有等到我Server端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四步握手。
补充问题- TCP的三次握手一定能保证传输可靠吗？
不能 - 三次握手比两次更可靠，但也不是完全可靠，而追加更多次握手也不能使连接更可靠了。因此选择了三次握手。
- 世界上不存在完全可靠的通信协议。从通信时间成本空间成本以及可靠度来讲，选择了“三次握手”作为点对点通信的一般规则。
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2020.03.19 来自辰兮的第32篇博客
