TCP的三次握手和四次挥手

1. TCP概述

1.1 TCP简介

1.1.1 TCP的概念

• TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
• TCP是互联网中应用最广泛的协议之一，主要用于在网络中的两台计算机之间建立可靠的连接。

1.1.2 TCP的特点

• 面向连接：在数据传输前，需要先建立连接。
• 可靠传输：通过序列号、确认应答、重传机制等确保数据的可靠传输。
• 基于字节流：数据传输以字节为单位，可以传输任意大小的数据。
• 提供全双工通信：允许同时发送和接收数据。

1.2 TCP与UDP的区别

1.2.1 可靠性

• TCP提供可靠传输，通过序列号、确认应答、重传机制等确保数据的正确性和完整性。
• UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）是一种无连接的、不可靠的传输层协议，不保证数据的正确性和完整性。

1.2.2 连接

• TCP需要建立连接，数据传输前需要进行三次握手。
• UDP是无连接的，数据可以直接发送。

1.2.3 传输效率

• TCP传输效率较低，需要进行握手、应答等操作。
• UDP传输效率较高，不需要建立连接和应答。

2. TCP的三次握手

2.1 第一次握手

2.1.1 客户端发送SYN请求

• 客户端发送一个SYN（同步序列编号）报文到服务器，并进入SYN_SEND状态。
• SYN报文中包含客户端的初始序列号，用于建立连接的同步。

2.1.2 服务器接收SYN请求

• 服务器接收到客户端的SYN请求后，进入SYN_RCVD状态。
• 服务器会为该连接分配一个序列号，并发送一个SYN+ACK（同步确认应答）报文。

2.2 第二次握手

2.2.1 客户端接收SYN+ACK报文

• 客户端接收到服务器的SYN+ACK报文后，进入ESTABLISHED状态。
• 客户端发送一个ACK（确认应答）报文作为响应，并包含自己的初始序列号。

2.2.2 服务器接收ACK报文

• 服务器接收到客户端的ACK报文后，也进入ESTABLISHED状态。
• 此时，客户端和服务器之间的连接正式建立，可以开始数据传输。

3. TCP的四次挥手

3.1 第一次挥手

3.1.1 客户端发送FIN请求

• 当客户端完成数据发送后，会发送一个FIN（结束）报文到服务器，并进入FIN_WAIT1状态。
• FIN报文中包含客户端的序列号，用于关闭连接。

3.1.2 服务器接收FIN请求

• 服务器接收到客户端的FIN请求后，进入CLOSE_WAIT状态。
• 服务器会发送一个ACK报文作为响应，并包含自己的序列号。

3.2 第二次挥手

3.2.1 服务器发送FIN请求

• 当服务器完成数据发送后，会发送一个FIN报文到客户端，并进入LAST_ACK状态。
• FIN报文中包含服务器的序列号，用于关闭连接。

3.2.2 客户端接收FIN请求

• 客户端接收到服务器的FIN请求后，进入FIN_WAIT2状态。
• 客户端发送一个ACK报文作为响应，并包含自己的序列号。

3.3 第三次挥手

3.3.1 服务器接收ACK报文

• 服务器接收到客户端的ACK报文后，进入TIME_WAIT状态。
• 服务器等待一段时间，以确保客户端收到了最后一个ACK报文。

3.3.2 客户端发送FIN请求

• 客户端接收到服务器的FIN请求后，进入TIME_WAIT状态。
• 客户端发送一个FIN报文到服务器，并等待服务器确认。

3.4 第四次挥手

3.4.1 服务器接收FIN请求

• 服务器接收到客户端的FIN请求后，进入CLOSED状态。
• 服务器发送一个ACK报文作为响应，并包含自己的序列号。

3.4.2 客户端接收到ACK报文

• 客户端接收到服务器的ACK报文后，也进入CLOSED状态。
• 至此，客户端和服务器之间的连接正式关闭。