TCP 三次握手和四次挥手（图解）

news2024/12/30 3:26:24

TCP 三次握手和四次挥手

建立连接-三次握手

什么是三次握手？

简单来说：

客户端向服务器发送 SYN 报文，请求建立连接。
服务器收到 SYN 报文后，回复一个 SYN+ACK 的报文，表示同意建立连接。
客户端收到 SYN+ACK 报文后，再回复一个 ACK 报文，表示确认连接已经建立。

SYN – Synchronize 连接信号；ACK – Acknowledgment 确认信号

建立一个 TCP 连接需要“三次握手”，缺一不可：

一次握手:
- 客户端发送带有 SYN（SEQ=x）标志的数据包 -> 服务端，
- 然后客户端进入 SYN_SEND 状态，等待服务器的确认；
二次握手:
- 服务端发送带有 SYN+ACK(SEQ=y,ACK=x+1) 标志的数据包 –> 客户端，
- 然后服务端进入 SYN_RECV 状态
三次握手:
- 客户端发送带有 ACK(ACK=y+1) 标志的数据包 –> 服务端，
- 然后客户端和服务器端都进入 ESTABLISHED（established）状态，完成 TCP 三次握手。

当建立了 3 次握手之后，客户端和服务端就可以传输数据了。

具体如下图所示：

TCP三次握手

为什么要三次握手？

三次握手的主要目的是：确保客户端和服务器之间建立了可靠的连接，同时避免因重复的连接请求造成网络资源的浪费。

第一次握手：
- Client 什么都不能确认；
- Server 确认了对方发送正常，自己接收正常
第二次握手：
- Client 确认了：自己发送、接收正常，对方发送、接收正常；
- Server 确认了：对方发送正常，自己接收正常
第三次握手：
- Client 确认了：自己发送、接收正常，对方发送、接收正常；
- Server 确认了：自己发送、接收正常，对方发送、接收正常

TCP 为什么是三次握手，而不是两次或四次？

因为，三次握手是为了确保连接的可靠性和避免网络资源的浪费。而两次握手会存在上述的问题，四次握手则会增加不必要的开销，所以三次握手是一种较为合理的选择。

第 2 次握手传回了 ACK，为什么还要传回 SYN？

服务端传回发送端所发送的 ACK 是为了告诉客户端：“我接收到的信息确实就是你所发送的信号了”，这表明从客户端到服务端的通信是正常的。

回传 SYN 则是为了建立并确认从服务端到客户端的通信。

什么是 SYN ？

SYN 同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers) 是 TCP/IP 建立连接时使用的握手信号。在客户机和服务器之间建立正常的 TCP 网络连接时，客户机首先发出一个 SYN 消息，服务器使用 SYN-ACK 应答表示接收到了这个消息，最后客户机再以 ACK(Acknowledgement）消息响应。这样在客户机和服务器之间才能建立起可靠的 TCP 连接，数据才可以在客户机和服务器之间传递。

断开连接-四次挥手

什么是四次挥手？

简单来说：

客户端向服务器发送 FIN 报文，请求关闭连接。
服务器收到 FIN 报文后，回复一个 ACK 报文，确认已经收到客户端的请求。
服务器再向客户端发送一个 FIN 报文，表示服务器也准备关闭连接。
客户端收到服务器的 FIN 报文后，回复一个 ACK 报文，确认已经收到服务器的请求，并关闭连接。

具体如下图所示：
TCP四次挥手

断开一个 TCP 连接则需要“四次挥手”，缺一不可：

第一次挥手：
- 客户端发送一个 FIN（SEQ=x）标志的数据包->服务端，用来关闭客户端到服务器的数据传送。
- 然后，客户端进入 FIN-WAIT-1 状态。
第二次挥手：
- 服务器收到这个 FIN（SEQ=X）标志的数据包，它发送一个 ACK（ACK=x+1）标志的数据包 -> 客户端。
- 然后，此时服务端进入 CLOSE-WAIT 状态，客户端进入 FIN-WAIT-2 状态。
第三次挥手：
- 服务端关闭与客户端的连接并发送一个 FIN(SEQ=y) 标志的数据包 -> 客户端，请求关闭连接，
- 然后，服务端进入 LAST-ACK 状态。
第四次挥手：
- 客户端发送 ACK (ACK=y+1) 标志的数据包 -> 服务端并且进入 TIME-WAIT 状态，
- 服务端在收到 ACK (ACK=y+1) 标志的数据包后进入 CLOSE 状态。
- 此时，如果客户端等待 2MSL 后依然没有收到回复，就证明服务端已正常关闭，随后，客户端也可以关闭连接了。