原文地址?http://blog.csdn.net/whuslei/article/details/6667471

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建立TCP需要三次握手才能建立，而斷開(kāi)連接則需要四次握手。整個(gè)過(guò)程如下圖所示：

先來(lái)看看如何建立連接的。

首先Client端發(fā)送連接請(qǐng)求報(bào)文，Server段接受連接后回復(fù)ACK報(bào)文，并為這次連接分配資源。Client端接收到ACK報(bào)文后也向Server段發(fā)生ACK報(bào)文，并分配資源，這樣TCP連接就建立了。

那如何斷開(kāi)連接呢？簡(jiǎn)單的過(guò)程如下：

【注意】中斷連接端可以是Client端，也可以是Server端。

假設(shè)Client端發(fā)起中斷連接請(qǐng)求，也就是發(fā)送FIN報(bào)文。Server端接到FIN報(bào)文后，意思是說(shuō)"我Client端沒(méi)有數(shù)據(jù)要發(fā)給你了"，但是如果你還有數(shù)據(jù)沒(méi)有發(fā)送完成，則不必急著關(guān)閉Socket，可以繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。所以你先發(fā)送ACK，"告訴Client端，你的請(qǐng)求我收到了，但是我還沒(méi)準(zhǔn)備好，請(qǐng)繼續(xù)你等我的消息"。這個(gè)時(shí)候Client端就進(jìn)入FIN_WAIT狀態(tài)，繼續(xù)等待Server端的FIN報(bào)文。當(dāng)Server端確定數(shù)據(jù)已發(fā)送完成，則向Client端發(fā)送FIN報(bào)文，"告訴Client端，好了，我這邊數(shù)據(jù)發(fā)完了，準(zhǔn)備好關(guān)閉連接了"。Client端收到FIN報(bào)文后，"就知道可以關(guān)閉連接了，但是他還是不相信網(wǎng)絡(luò)，怕Server端不知道要關(guān)閉，所以發(fā)送ACK后進(jìn)入TIME_WAIT狀態(tài)，如果Server端沒(méi)有收到ACK則可以重傳?！?#xff0c;Server端收到ACK后，"就知道可以斷開(kāi)連接了"。Client端等待了2MSL后依然沒(méi)有收到回復(fù)，則證明Server端已正常關(guān)閉，那好，我Client端也可以關(guān)閉連接了。Ok，TCP連接就這樣關(guān)閉了！

整個(gè)過(guò)程Client端所經(jīng)歷的狀態(tài)如下：

而Server端所經(jīng)歷的過(guò)程如下：轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明:blog.csdn.net/whuslei

【注意】?在TIME_WAIT狀態(tài)中，如果TCP client端最后一次發(fā)送的ACK丟失了，它將重新發(fā)送。TIME_WAIT狀態(tài)中所需要的時(shí)間是依賴(lài)于實(shí)現(xiàn)方法的。典型的值為30秒、1分鐘和2分鐘。等待之后連接正式關(guān)閉，并且所有的資源(包括端口號(hào))都被釋放。

【問(wèn)題1】為什么連接的時(shí)候是三次握手，關(guān)閉的時(shí)候卻是四次握手？
答：因?yàn)楫?dāng)Server端收到Client端的SYN連接請(qǐng)求報(bào)文后，可以直接發(fā)送SYN+ACK報(bào)文。其中ACK報(bào)文是用來(lái)應(yīng)答的，SYN報(bào)文是用來(lái)同步的。但是關(guān)閉連接時(shí)，當(dāng)Server端收到FIN報(bào)文時(shí)，很可能并不會(huì)立即關(guān)閉SOCKET，所以只能先回復(fù)一個(gè)ACK報(bào)文，告訴Client端，"你發(fā)的FIN報(bào)文我收到了"。只有等到我Server端所有的報(bào)文都發(fā)送完了，我才能發(fā)送FIN報(bào)文，因此不能一起發(fā)送。故需要四步握手。

【問(wèn)題2】為什么TIME_WAIT狀態(tài)需要經(jīng)過(guò)2MSL(最大報(bào)文段生存時(shí)間)才能返回到CLOSE狀態(tài)？

答：雖然按道理，四個(gè)報(bào)文都發(fā)送完畢，我們可以直接進(jìn)入CLOSE狀態(tài)了，但是我們必須假象網(wǎng)絡(luò)是不可靠的，有可以最后一個(gè)ACK丟失。所以TIME_WAIT狀態(tài)就是用來(lái)重發(fā)可能丟失的ACK報(bào)文。

一、TCP報(bào)文格式 TCP/IP協(xié)議的詳細(xì)信息參看《TCP/IP協(xié)議詳解》三卷本。下面是TCP報(bào)文格式圖：
圖1 TCP報(bào)文格式 上圖中有幾個(gè)字段需要重點(diǎn)介紹下： （1）序號(hào)：Seq序號(hào)，占32位，用來(lái)標(biāo)識(shí)從TCP源端向目的端發(fā)送的字節(jié)流，發(fā)起方發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)對(duì)此進(jìn)行標(biāo)記。 （2）確認(rèn)序號(hào)：Ack序號(hào)，占32位，只有ACK標(biāo)志位為1時(shí)，確認(rèn)序號(hào)字段才有效，Ack=Seq+1。 （3）標(biāo)志位：共6個(gè)，即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等，具體含義如下： （A）URG：緊急指針（urgent pointer）有效。 （B）ACK：確認(rèn)序號(hào)有效。 （C）PSH：接收方應(yīng)該盡快將這個(gè)報(bào)文交給應(yīng)用層。 （D）RST：重置連接。 （E）SYN：發(fā)起一個(gè)新連接。 （F）FIN：釋放一個(gè)連接。
需要注意的是： （A）不要將確認(rèn)序號(hào)Ack與標(biāo)志位中的ACK搞混了。 （B）確認(rèn)方Ack=發(fā)起方Req+1，兩端配對(duì)。?
二、三次握手 所謂三次握手（Three-Way Handshake）即建立TCP連接，就是指建立一個(gè)TCP連接時(shí)，需要客戶(hù)端和服務(wù)端總共發(fā)送3個(gè)包以確認(rèn)連接的建立。在socket編程中，這一過(guò)程由客戶(hù)端執(zhí)行connect來(lái)觸發(fā)，整個(gè)流程如下圖所示：
圖2 TCP三次握手 （1）第一次握手：Client將標(biāo)志位SYN置為1，隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)值seq=J，并將該數(shù)據(jù)包發(fā)送給Server，Client進(jìn)入SYN_SENT狀態(tài)，等待Server確認(rèn)。 （2）第二次握手：Server收到數(shù)據(jù)包后由標(biāo)志位SYN=1知道Client請(qǐng)求建立連接，Server將標(biāo)志位SYN和ACK都置為1，ack=J+1，隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)值seq=K，并將該數(shù)據(jù)包發(fā)送給Client以確認(rèn)連接請(qǐng)求，Server進(jìn)入SYN_RCVD狀態(tài)。 （3）第三次握手：Client收到確認(rèn)后，檢查ack是否為J+1，ACK是否為1，如果正確則將標(biāo)志位ACK置為1，ack=K+1，并將該數(shù)據(jù)包發(fā)送給Server，Server檢查ack是否為K+1，ACK是否為1，如果正確則連接建立成功，Client和Server進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)，完成三次握手，隨后Client與Server之間可以開(kāi)始傳輸數(shù)據(jù)了。
為什么不能只兩次握手？ 有了三次握手的詳細(xì)步驟，就可以分析為什么需要三次握手而不是兩次握手了。 三次握手的目的：消除舊有連接請(qǐng)求的SYN消息對(duì)新連接的干擾，同步連接雙方的序列號(hào)和確認(rèn)號(hào)并交換TCP 窗口大小信息。 設(shè)想：如果只有兩次握手，那么第二次握手后服務(wù)器只向客戶(hù)端發(fā)送ACK包，此時(shí)客戶(hù)端與服務(wù)器端建立連接。在這種握手規(guī)則下：? 假設(shè)：如果發(fā)送網(wǎng)絡(luò)阻塞，由于TCP/IP協(xié)議定時(shí)重傳機(jī)制，B向A發(fā)送了兩次SYN請(qǐng)求，分別是x1和x2，且因?yàn)樽枞?#xff0c;導(dǎo)致x1連接請(qǐng)求和x2連接請(qǐng)求的TCP窗口大小和數(shù)據(jù)報(bào)文長(zhǎng)度不一致，如果最終x1達(dá)到A，x2丟失，此時(shí)A同B建立了x1的連接，這個(gè)時(shí)候，因?yàn)锳B已經(jīng)連接，B無(wú)法知道是請(qǐng)求x1還是請(qǐng)求x2同B連接，如果B默認(rèn)是最近的請(qǐng)求x2同A建立了連接，此時(shí)B開(kāi)始向A發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)報(bào)文長(zhǎng)度為x2定義的長(zhǎng)度，窗口大小為x2定義的大小，而A建立的連接是x1，其數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度大小為x1，TCP窗口大小為x1定義，這就會(huì)導(dǎo)致A處理數(shù)據(jù)時(shí)出錯(cuò)。 很顯然，如果A接收到B的請(qǐng)求后，A向B發(fā)送SYN請(qǐng)求y3（y3的窗口大小和數(shù)據(jù)報(bào)長(zhǎng)度等信息為x1所定義），確認(rèn)了連接建立的窗口大小和數(shù)據(jù)報(bào)長(zhǎng)度為x1所定義，A再次確認(rèn)回答建立x1連接，然后開(kāi)始相互傳送數(shù)據(jù)，那么就不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理出錯(cuò)了。????
SYN攻擊： 在三次握手過(guò)程中，Server發(fā)送SYN-ACK之后，收到Client的ACK之前的TCP連接稱(chēng)為半連接（half-open connect），此時(shí)Server處于SYN_RCVD狀態(tài)，當(dāng)收到ACK后，Server轉(zhuǎn)入ESTABLISHED狀態(tài)。SYN攻擊就是Client在短時(shí)間內(nèi)偽造大量不存在的IP地址，并向Server不斷地發(fā)送SYN包，Server回復(fù)確認(rèn)包，并等待Client的確認(rèn)，由于源地址是不存在的，因此，Server需要不斷重發(fā)直至超時(shí)，這些偽造的SYN包將產(chǎn)時(shí)間占用未連接隊(duì)列，導(dǎo)致正常的SYN請(qǐng)求因?yàn)殛?duì)列滿(mǎn)而被丟棄，從而引起網(wǎng)絡(luò)堵塞甚至系統(tǒng)癱瘓。SYN攻擊時(shí)一種典型的DDOS攻擊，檢測(cè)SYN攻擊的方式非常簡(jiǎn)單，即當(dāng)Server上有大量半連接狀態(tài)且源IP地址是隨機(jī)的，則可以斷定遭到SYN攻擊了，使用如下命令可以讓之現(xiàn)行： #netstat -nap | grep SYN_RECV
三、四次揮手 三次握手耳熟能詳，四次揮手估計(jì)就，所謂四次揮手（Four-Way Wavehand）即終止TCP連接，就是指斷開(kāi)一個(gè)TCP連接時(shí)，需要客戶(hù)端和服務(wù)端總共發(fā)送4個(gè)包以確認(rèn)連接的斷開(kāi)。在socket編程中，這一過(guò)程由客戶(hù)端或服務(wù)端任一方執(zhí)行close來(lái)觸發(fā)，整個(gè)流程如下圖所示：
圖3 TCP四次揮手 由于TCP連接時(shí)全雙工的，因此，每個(gè)方向都必須要單獨(dú)進(jìn)行關(guān)閉，這一原則是當(dāng)一方完成數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)后，發(fā)送一個(gè)FIN來(lái)終止這一方向的連接，收到一個(gè)FIN只是意味著這一方向上沒(méi)有數(shù)據(jù)流動(dòng)了，即不會(huì)再收到數(shù)據(jù)了，但是在這個(gè)TCP連接上仍然能夠發(fā)送數(shù)據(jù)，直到這一方向也發(fā)送了FIN。首先進(jìn)行關(guān)閉的一方將執(zhí)行主動(dòng)關(guān)閉，而另一方則執(zhí)行被動(dòng)關(guān)閉，上圖描述的即是如此。 （1）第一次揮手：Client發(fā)送一個(gè)FIN，用來(lái)關(guān)閉Client到Server的數(shù)據(jù)傳送，Client進(jìn)入FIN_WAIT_1狀態(tài)。 （2）第二次揮手：Server收到FIN后，發(fā)送一個(gè)ACK給Client，確認(rèn)序號(hào)為收到序號(hào)+1（與SYN相同，一個(gè)FIN占用一個(gè)序號(hào)），Server進(jìn)入CLOSE_WAIT狀態(tài)。 （3）第三次揮手：Server發(fā)送一個(gè)FIN，用來(lái)關(guān)閉Server到Client的數(shù)據(jù)傳送，Server進(jìn)入LAST_ACK狀態(tài)。 （4）第四次揮手：Client收到FIN后，Client進(jìn)入TIME_WAIT狀態(tài)，接著發(fā)送一個(gè)ACK給Server，確認(rèn)序號(hào)為收到序號(hào)+1，Server進(jìn)入CLOSED狀態(tài)，完成四次揮手。 上面是一方主動(dòng)關(guān)閉，另一方被動(dòng)關(guān)閉的情況，實(shí)際中還會(huì)出現(xiàn)同時(shí)發(fā)起主動(dòng)關(guān)閉的情況，具體流程如下圖：
圖4 同時(shí)揮手 流程和狀態(tài)在上圖中已經(jīng)很明了了，在此不再贅述，可以參考前面的四次揮手解析步驟。
四、附注 關(guān)于三次握手與四次揮手通常都會(huì)有典型的面試題，在此提出供有需求的XDJM們參考： （1）三次握手是什么或者流程？四次握手呢？答案前面分析就是。 （2）為什么建立連接是三次握手，而關(guān)閉連接卻是四次揮手呢？ 這是因?yàn)榉?wù)端在LISTEN狀態(tài)下，收到建立連接請(qǐng)求的SYN報(bào)文后，把ACK和SYN放在一個(gè)報(bào)文里發(fā)送給客戶(hù)端。而關(guān)閉連接時(shí)，當(dāng)收到對(duì)方的FIN報(bào)文時(shí)，僅僅表示對(duì)方不再發(fā)送數(shù)據(jù)了但是還能接收數(shù)據(jù)，己方也未必全部數(shù)據(jù)都發(fā)送給對(duì)方了，所以己方可以立即close，也可以發(fā)送一些數(shù)據(jù)給對(duì)方后，再發(fā)送FIN報(bào)文給對(duì)方來(lái)表示同意現(xiàn)在關(guān)閉連接，因此，己方ACK和FIN一般都會(huì)分開(kāi)發(fā)送。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的TCP/IP三次握手与四次握手的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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