TCP/IP协议中三次握手四次挥手的原理及流程分析

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http://www.cdweb.net/article/gscho.html

TCP/IP协议中的三次握手和四次挥手是建立和断开网络连接的关键过程。本文将详细解析这两个过程的原理及流程，帮助读者理解其重要性和必要性。

在建立TCP连接时，需要进行三次握手。以下是具体过程：

第一次握手：客户端发送连接请求报文段，将SYN位置为1，Sequence Number为x。然后，客户端进入SYN_SEND状态，等待服务器的确认。
第二次握手：服务器收到客户端的SYN报文段后，需要对这个SYN报文段进行确认。服务器设置Acknowledgment Number为x+1（Sequence Number+1），同时自己也要发送SYN请求信息，将SYN位置为1，Sequence Number为y。服务器将上述所有信息放到一个报文段（即SYN+ACK报文段）中，一并发送给客户端，此时服务器进入SYN_RECV状态。
第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK报文段后，将Acknowledgment Number设置为y+1，向服务器发送ACK报文段。这个报文段发送完毕后，客户端和服务器端都进入ESTABLISHED状态，完成TCP三次握手。

完成三次握手后，客户端和服务器端就可以开始传送数据。

在断开TCP连接时，需要进行四次挥手。以下是具体过程：

第一次挥手：主机1（可以是客户端，也可以是服务器端）设置Sequence Number和Acknowledgment Number，向主机2发送一个FIN报文段。此时，主机1进入FIN_WAIT_1状态。这表示主机1没有数据要发送给主机2了。
第二次挥手：主机2收到主机1发送的FIN报文段后，向主机1回一个ACK报文段，Acknowledgment Number为Sequence Number加1。主机1进入FIN_WAIT_2状态。主机2告诉主机1，自己也没有数据要发送了，可以进行关闭连接了。
第三次挥手：主机2向主机1发送FIN报文段，请求关闭连接，同时主机2进入CLOSE_WAIT状态。
第四次挥手：主机1收到主机2发送的FIN报文段后，向主机2发送ACK报文段，然后主机1进入TIME_WAIT状态。主机2收到主机1的ACK报文段后，就关闭连接。此时，主机1等待2MSL后依然没有收到回复，则证明Server端已正常关闭，那好，主机1也可以关闭连接了。

三次握手的目的是为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端，因而产生错误。例如，如果一个早已失效的连接请求报文段在网络中滞留，而服务端收到这个失效的报文段后，可能会误以为是客户端再次发出的新连接请求，从而浪费资源。通过三次握手，可以确保连接的可靠性。

四次挥手的目的是为了确保双方都能正确地关闭连接。TCP协议是一种全双工模式的协议，这意味着即使一方已经没有数据要发送，另一方可能仍然有数据要发送。通过四次挥手，可以确保双方都能正确地关闭连接，避免资源浪费。

FIN_WAIT_1：当SOCKET在ESTABLISHED状态时，它想主动关闭连接，向对方发送了FIN报文，此时该SOCKET即进入到FIN_WAIT_1状态。而当对方回应ACK报文后，则进入到FIN_WAIT_2状态。
FIN_WAIT_2：表示等待对方的FIN报文。此时，该SOCKET已经发送了FIN报文，但还没有收到对方的FIN报文。
CLOSE_WAIT：当对方close一个SOCKET后发送FIN报文给自己，系统会回应一个ACK报文给对方，此时则进入到CLOSE_WAIT状态。接下来需要考虑的是是否还有数据需要发送给对方。
LAST_ACK：被动关闭一方在发送FIN报文后，最后等待对方的ACK报文。当收到ACK报文后，即可回到CLOSED可用状态。
TIME_WAIT：表示收到了对方的FIN报文，并发送出了ACK报文，等待2MSL后即可回到CLOSED可用状态。
CLOSED：表示连接中断。