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三次握手|三次握手 & 四次挥手

目录：
1.前言
2.解释为啥是三次握手才能建立连接
3.三次握手具体过程描述
4.三次握手作用
5.注意点
6.次挥手及描述
7.TCP状态转换汇总
【三次握手|三次握手 & 四次挥手】前言：三次握手与四次挥手是TCP协议中的一个连接管理机制，在正常情况下, TCP要经过三次握手建立连接, 四次挥手断开连接
先来一张图整体感知一下：
三次握手|三次握手 & 四次挥手
文章图片

解释为啥是三次握手才能建立连接：
一些解释：
ISN：初始化序列号
ACK:TCP报头的控制位之一,对数据进行确认.确认由目的端发出,用它来告诉发送端这个序列号之前的数据段
都收到了.比如,确认号为X,则表示前X-1个数据段都收到了,只有当ACK=1时,确认号才有效,当ACK=0时,确认号无效,这时会要求重传数据,保证数据的完整性.
SYN：请求建立连接; 我们把携带SYN标识的称为同步报文段
第一次握手：客户端给服务器发送一个SYN。客户端发送网络包，服务端收到了。服务器得出结论：客户端的发送能力，服务端的接收能力正常。
第二次握手：服务端收到SYN报文之后，会应答一个SYN+ACK报文。服务端发包，客户端收到了。客户端得出结论：服务端的接收和发送能力，客户端的接收和发送能力正常。但是此时服务端不能确认客户端的接收能力是否正常。
第三次握手; 客户端收到SYN+ACK报文之后，回应一个ACK报文。客户端发包，服务端收到了。服务器得出结论：客户端的接收和发送能力，自己的接收发送能力都正常。
通过三次握手，双方都确认对方的接收以及发送能力正常。
具体过程描述：
三次握手|三次握手 & 四次挥手
文章图片

刚开始客户端处于 closed 的状态，服务端处于 listen 状态。然后
1、第一次握手：客户端给服务端发一个 SYN 报文，并指明客户端的初始化序列号 ISN?。此时客户端处于 SYN_Send 状态。
2、第二次握手：服务器收到客户端的 SYN 报文之后，会以自己的 SYN 报文作为应答，并且也是指定了自己的初始化序列号 ISN(s)，同时会把客户端的 ISN + 1 作为 ACK 的值，表示自己已经收到了客户端的 SYN，此时服务器处于 SYN_REVD 的状态。
3、第三次握手：客户端收到 SYN 报文之后，会发送一个 ACK 报文，当然，也是一样把服务器的 ISN + 1 作为 ACK 的值，表示已经收到了服务端的 SYN 报文，此时客户端处于 establised 状态。
4、服务器收到 ACK 报文之后，也处于 establised 状态，此时，双方以建立起了链接。
参考于：https://blog.csdn.net/m0_37907797/article/details/103252306?utm_source=app
三次握手的作用：
1、确认双方的接受能力、发送能力是否正常。
2、指定自己的初始化序列号，为后面的可靠传送做准备。
注意ISN不是固定的：三次握手的一个重要功能是客户端和服务端交换ISN(Initial Sequence Number), 以便让对方知道接下来接收数据的时候如何按序列号组装数据。如果ISN是固定的，攻击者很容易猜出后续的确认号，因此 ISN 是动态生成的。
四次挥手：
三次握手|三次握手 & 四次挥手
文章图片

过程描述：
1、第一次挥手：客户端发送一个 FIN 报文，报文中会指定一个序列号。此时客户端处于FIN_WAIT1状态。
2、第二次握手：服务端收到 FIN 之后，会发送 ACK 报文，且把客户端的序列号值 + 1 作为 ACK 报文的序列号值，表明已经收到客户端的报文了，此时服务端处于 CLOSE_WAIT状态。
3、第三次挥手：如果服务端也想断开连接了，和客户端的第一次挥手一样，发给 FIN 报文，且指定一个序列号。此时服务端处于 LAST_ACK 的状态。
4、第四次挥手：客户端收到 FIN 之后，一样发送一个 ACK 报文作为应答，且把服务端的序列号值 + 1 作为自己 ACK 报文的序列号值，此时客户端处于 TIME_WAIT 状态。需要过一阵子以确保服务端收到自己的 ACK 报文之后才会进入 CLOSED 状态
5、服务端收到 ACK 报文之后，就处于关闭连接了，处于 CLOSED 状态。
这里特别需要主要的就是TIME_WAIT这个状态，要理解，为什么客户端发送 ACK 之后不直接关闭，而是要等一阵子才关闭。这其中的原因就是，要确保服务器是否已经收到了我们的 ACK 报文，如果没有收到的话，服务器会重新发 FIN 报文给客户端，客户端再次收到 ACK 报文之后，就知道之前的 ACK 报文丢失了，然后再次发送 ACK 报文。
至于 TIME_WAIT 持续的时间至少是一个报文的来回时间。一般会设置一个计时，如果过了这个计时没有再次收到 FIN 报文，则代表对方成功就是 ACK 报文，此时处于 CLOSED 状态。为什么是TIME_WAIT的时间是2MSL?
MSL是TCP报文的最大生存时间, 因此TIME_WAIT持续存在2MSL的话
就能保证在两个传输方向上的尚未被接收或迟到的报文段都已经消失(否则服务器立刻重启, 可能会收到来
自上一个进程的迟到的数据, 但是这种数据很可能是错误的);
同时也是在理论上保证最后一个报文可靠到达(假设最后一个ACK丢失, 那么服务器会再重发一个FIN. 这时
虽然客户端的进程不在了, 但是TCP连接还在, 仍然可以重发LAST_ACK);
————————————————
整体流程转换图
三次握手|三次握手 & 四次挥手
文章图片

较粗的虚线表示服务端的状态变化情况;
较粗的实线表示客户端的状态变化情况;
参考于https://blog.csdn.net/m0_37907797/article/details/103252306?utm_source=app

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