tcp三次握手四次挥手

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建立TCP需要三次握手才能建立，而断开连接则需要四次挥手。整个过程如下图所示：

图示

三次握手

假定主机A运行的是客户端，B运行服务端。最初两端的TCP进程都处于CLOESD状态。连接建立的握手环节:

  1. 第一次握手：A将SYN置1，选择一个seq=x（序号，起始发送位）。SYN报文段不能携带数据，但要消耗掉一个序号。这时TCP进程进入SYN-SENT（同步已发送）状态。

  2. 第二次握手：B收到请求报文段后，若同意则向A发送确认。在确认报文段中把SYN和ACK都置1，确认号是ack = x+1，同时也为自己选择一个初始序号seq=y。这个报文段也不能携带数据，但同样要消耗掉一个序号。TCP服务器进程进入SYN-RCVD（同步收到）状态。

  3. 第三次握手：TCP客户进程收到B的确认后，还要向B给出确认。确认报文段的ACK置1（连接建立，两边ACK必须全部置1），确认号ack = y+1，而自己的序号seq = x+1。TCP的标准规定，ACK报文段可以携带数据。但如果不携带数据则不消耗序号。在这种情况下，下一个数据报文段的序号仍是seq=x+1.这时TCP连接已经建立，A进入ESABLISHED（已建立连接）状态。

为什么需要三次握手

防止失效的连接请求报文段被服务端接收，从而产生错误。

PS：失效的连接请求：若客户端向服务端发送的连接请求丢失，客户端等待应答超时后就会再次发送连接请求，此时，上一个连接请求就是『失效的』。

若建立连接只需两次握手，客户端并没有太大的变化，仍然需要获得服务端的应答后才进入ESTABLISHED状态，而服务端在收到连接请求后就进入ESTABLISHED状态。此时如果网络拥塞，客户端发送的连接请求迟迟到不了服务端，客户端便超时重发请求，如果服务端正确接收并确认应答，双方便开始通信，通信结束后释放连接。此时，如果那个失效的连接请求抵达了服务端，由于只有两次握手，服务端收到请求就会进入ESTABLISHED状态，等待发送数据或主动发送数据。但此时的客户端早已进入CLOSED状态，服务端将会一直等待下去，这样浪费服务端连接资源。

四次挥手

TCP连接的释放一共需要四步，因此称为『四次挥手』。

我们知道，TCP连接是双向的，因此在四次挥手中，前两次挥手用于断开一个方向的连接，后两次挥手用于断开另一方向的连接。

  1. 第一次挥手 若A认为数据发送完成，则它需要向B发送连接释放请求。该请求只有报文头，头中携带的主要参数为： FIN=1，seq=u。此时，A将进入FIN-WAIT-1状态。PS1：FIN=1表示该报文段是一个连接释放请求。PS2：seq=u，u-1是A向B发送的最后一个字节的序号。

  2. 第二次挥手 B收到连接释放请求后，会通知相应的应用程序，告诉它A向B这个方向的连接已经释放。此时B进入CLOSE-WAIT状态，并向A发送连接释放的应答，其报文头包含： ACK=1，seq=v，ack=u+1。PS1：ACK=1：除TCP连接请求报文段以外，TCP通信过程中所有数据报的ACK都为1，表示应答。PS2：seq=v，v-1是B向A发送的最后一个字节的序号。PS3：ack=u+1表示希望收到从第u+1个字节开始的报文段，并且已经成功接收了前u个字节。A收到该应答，进入FIN-WAIT-2状态，等待B发送连接释放请求。第二次挥手完成后，A到B方向的连接已经释放，B不会再接收数据，A也不会再发送数据。但B到A方向的连接仍然存在，B可以继续向A发送数据。

  3. 第三次挥手 当B向A发完所有数据后，向A发送连接释放请求，请求头：FIN=1，ACK=1，seq=w，ack=u+1。B便进入LAST-ACK状态。

  4. 第四次挥手 A收到释放请求后，向B发送确认应答，此时A进入TIME-WAIT状态。该状态会持续2MSL时间，若该时间段内没有B的重发请求的话，就进入CLOSED状态，撤销TCB。当B收到确认应答后，也便进入CLOSED状态，撤销TCB。

为什么A在TIME-WAIT状态必须等待2MSL的时间呢

有两个理由：

  1. 为了保证A发送的最后一个ACK报文段能够到达B。这个ACK报文段有可能丢失，因而使处在LAST-ACK状态的收不到对己发送的FIN+ACK报文段的确认。B会超时重传这个FIN+ACK报文段，而A就能在2MSL时间内收到这个重传的FIN+ACK报文段。接着A重传一次确认，重新启动2MSL计时器。

  2. 防止“已失效的连接请求报文段”出现在本连接中。A在发送完最后一个ACK报文段后，再经过时间2MSL，就可以使得本连接持续的时间所产生的的所有报文段都从网络中消失。这样下一个新的连接不会出现旧的失效的报文段。