TCP建立和断开连接的过程（三次握手和四次挥手）

TCP通信的过程：

问题：tcp是如何保证数据在客户端和服务端之间通信传输的？
分为三个步骤：三次握手，传输数据确认，四次挥手。三次握手是建立连接，而四次握手是断开连接的过程。

Tcp的概念

传输层协议，提供host-to-host数据的可靠传输，支持全双工，是一个连接导向的协议。
主机到主机（host-to-host）：一台主机通过tcp发送数据给另一台主机。

Tcp/ip 5层模型

Tcp协议往上是应用到应用的协议。–应用层
Tcp上层的应用层协议使用tcp时，需要知道端口号----用于区分应用–传输层
主机与主机之间通信，需要知道主机们的网络地址（ip地址），但是tcp不负责把实际地址到地址的传输，tcp把ip交给了底层的互联网层进行处理–网络层
互联网层，也叫网络层，提供地址到地址之间的通信。但不负责信号在具体两个设备之间的传递–链路层，当信号在两个设备之间传递时，又需要物理层封装最底层的物理设备，传输介质等提供最底层的传输能力–物理层
综合以上的5层被称为互联网协议群，也称作tcp/ip协议群。总结下，主机到主机为应用提供到应用间通信的能力。

什么是连接和会话？

连接–数据传输双方都在线，数据收发双方的内存中都建立一个用于维护数据传输状态的对象，连接是网络行为状态的记录。客户端需要与服务器建立连接。
会话：数据双方聊天窗口，是应用的行为。在有些系统中，会话会自动重连，或帮助创建连接，会话也负责在多次连接中保存状态，比如HTTP session在多次http请求（连接）间保存状态（如用户信息）。

双工和单工

• 单工：数据只能单向发送，至少一条线路
• 半双工：某时刻数据向一个方向传输，也可以反方向传输（交替进行），至少一条线路
• 全双工：任何时刻数据都可以双向收发，需要大于一条线路
  注：这里的线路抽象，并发的处理信号。
  Tcp是一个双工协议，数据在任何时候都可以双向传输。

什么是可靠性？

Tcp是可靠性传输。
可靠性指数据保证无损（原顺序）传输。如果发送方把数据发送给多个接收方—多播，那么所有的接收方都必须收到这个相同的副本。

Tcp的握手和挥手（建立和断开连接）

Tcp的基本操作

• 如果一个host主动向另一个host发起连接，称为SYN,请求同步
• 如果一个host主动主动断开请求，称为FIN,请求完成
• 如果一个host给另一个host发送数据，称为PSH,数据推送

以上3种，接收方收到数据后需要给发送方一个ACK响应，若没有，发送方可能认为自己需要重发这个请求。请求/响应模型是可靠性的要求。

建立连接的过程（三次握手）

为什么要三次握手而不是两次握手？
这是为了防止因为已失效的请求报文，突然又传到服务器，引起错误， 这是什么意思？
假设采用两次握手建立连接，客户端向服务端发送一个syn包请求建立连接，因为某些未知的原因，并没有到达服务器，在中间某个网络节点产生了滞留，为了建立连接，客户端会重发syn包，这次的数据包正常送达，服务端发送syn+ack之后就建立起了连接。
但是第一包数据阻塞的网络突然恢复，第一包syn包又送达到服务端，这时服务端会认为客户端又发起了一个新的连接，从而在两次握手之后进入等待数据状态，服务端认为是两个连接，而客户端认为是一个连接，造成了状态不一致，如果在三次握手的情况下，服务端收不到最后的ack包，自然不会认为连接建立成功。
所以三次握手本质上来说就是为了解决网络信道不可靠的问题，为了在不可靠的信道上建立起可靠的连接，经过三次握手之后，客户端和服务端都进入了数据传输状态。

断开连接的过程（四次挥手）