簡述TCP三向交握和四次揮手流程

文章目錄

• 前言
• 三次握手
• 四次揮手
• 總結

前言

關于TCP的連接配接過程，很多從事程式開發的小夥伴應該都聽過三次握手，可這三次握手的細節還是有很多人不太清楚的，特别是有些參數記不清楚，我也經常弄錯，是以我根據自己的了解畫了兩張圖，将TCP連接配接和斷開的流程簡單記錄一下，以友善後續查找複習之用。

三次握手

初始狀态：用戶端A和伺服器B均處于

CLOSED

狀态，然後伺服器B建立socket，調用監聽接口使得伺服器處于

LISTEN

狀态，等待用戶端連接配接。（後續内容用A，B簡稱代替）

1. A首先向B發起連接配接，這時TCP頭部中的SYN辨別位值為1，然後標明一個初始序号

   seq=x

   （一般是随機的），消息發送後，A進入

   SYN_SENT

   狀态，

   SYN=1

   的封包段不能攜帶資料，但要消耗一個序号。
2. B收到A的連接配接請求後，同意建立連接配接，向A發送确認資料，這時TCP頭部中的SYN和ACK辨別位值均為1，确認序号為

   ack=x+1

   ，然後標明自己的初始序号

   seq=y

   （一般是随機的），确認消息發送後，B進入

   SYN_RCVD

   狀态，與連接配接消息一樣，這條消息也不能攜帶資料，同時消耗一個序号。
3. A收到B的确認消息後，需要給B回複确認資料，這時TCP頭部中的ACK辨別位值為1，确認序号是

   ack=y+1

   ，自己的序号在連接配接請求的序号上加1，也就是

   seq=x+1

   ，此時A進入

   ESTABLISHED

   狀态，當B收到A的确認回複後，B也進入

   ESTABLISHED

   狀态，至此TCP成功建立連接配接，A和B之間就可以通過這個連接配接互相發送資料了。

四次揮手

初始狀态：用戶端A和伺服器B之間已經建立了TCP連接配接，并且資料發送完成，打算斷開連接配接，此時用戶端A和伺服器B是等價的，雙方都可以發送斷開請求，下面以用戶端A主動發起斷開請求為例。（後續内容用A，B簡稱代替）

1. A首先向B發送斷開連接配接消息，這時TCP頭部中的FIN辨別位值為1，序号是

   seq=m

   ，m為A前面正常發送資料最後一個位元組序号加1得到的，消息發送後A進入

   FNI_WAIT_1

   狀态，

   FIN=1

   的封包段不能攜帶資料，但要消耗一個序号。
2. B收到A的斷開連接配接請求需要發出确認消息，這時TCP頭部中的ACK辨別位值為1，确認号為

   ack=m+1

   ，而自己的序号為

   seq=n

   ,n為B前面正常發送資料最後一個位元組序号加1得到的，然後B進入

   CLOSE_WAIT

   狀态，此時就關閉了A到B的連接配接，A無法再給B發資料，但是B仍然可以給A發資料（此處存疑），同時B端通知上方應用層，處理完成後被動關閉連接配接。然後A收到B的确認資訊後，就進入了

   FIN_WAIT_2

   狀态。
3. B端應用層處理完資料後，通知關閉連接配接，B向A發送關閉連接配接的消息，這時TCP頭部中的FIN和ACK辨別位值均為1，确認号

   ack=m+1

   ，自己的序号為

   seq=k

   ，（B發出确認消息後有發送了一段資料，此處存疑），消息發送後B進入

   LAST_ACK

   狀态。
4. A收到B的斷開連接配接的消息後，需要發送确認消息，這是這時TCP頭部中的ACK辨別位值為1，确認号

   ack=k+1

   ，序号為

   m+1

   （因為A向B發送斷開連接配接的消息時消耗了一個消息号），然後A進入

   TIME_WAIT

   狀态，若等待時間經過2MSL後，沒有收到B的重傳請求，則表明B收到了自己的确認，A進入

   CLOSED

   狀态，B收到A的确認消息後則直接進入

   CLOSED

   狀态。至此TCP成功斷開連接配接。

總結

1. 關于三次握手，參考了很多資料說伺服器是被動打開連接配接，對此有些不解，希望知道的朋友給出提示和建議。
2. 關于四次揮手，在我的叙述中有兩處存疑，就是B收到的A的主動斷開請求後，進入

   CLOSE_WAIT

   狀态，是否還能發送資料到A，參考了一些資料說A不能發資料給B，但是B能發資料給A，并且A也可以接收，但是無論我在Windows環境測試還是Linux環境下測試這種狀态A都無法收到B的資料，不知道我是不是了解錯了，希望明白原理的小夥伴能解答一下。
3. 在四次揮手的最後階段，有一個等待時間2MSL，這個不是一個時間機關，而是一個表明時間段的名詞，這段等待時間就是為了在B沒收到确認消息時，接收B的重傳請求的，如果不等待這一段時間直接進入

   CLOSED

   狀态，那麼B未收到A的确認消息就會發送重傳請求，而此時A已經關閉，就不會再給B重傳了，其中MSL的是Maximum Segment Lifetime英文的縮寫，可簡單譯為“封包最大生存時間”，也就是說如果B沒有收到确認資訊，那麼在2MSL這段時間内很大機率就會發送重傳請求，并且被A收到，RFC 793中規定MSL為2分鐘，實際應用中常用的是30秒，1分鐘和2分鐘等。
4. 在連接配接和斷開的過程都有提到

   ACK

   和

   ack

   ，這一點要注意區分，大寫的

   ACK

   代表TCP頭部中6個辨別位之一，是表明這是個确認封包，而小寫的

   ack

   拜師确認序号，表明對方發來的資料到

   ack

   這個序号前的都已經收到了。