神奇的三次握手和四次挥手详解

【三次握手】

第一次握手：Client端会发送一个SYN标记为1的包，并随机取了一个随机数SEQ©=x为自己的初始序列号，发送完后进入SYN-SEND状态。

第二次握手：Server端收到了SYN=1的标记，知道了Client端想要和自己建立连接，此时进入LISTEN状态。于是发送包含一个确认标记ACK(ACK=SEQ©+1),一个建立连接标记SYN=1，并且随机产生自己的序列书SEQ(s)=y的包，发送完后进入SYN-RECV状态。

第三次握手：Client端收到Server端发来的包之后，检查ACK的值是否等于SEQ©+1以及SYN是否为1，确认无误后，再发送包含一个ACK=SEQ(s)+1，一个SEQ=z，此时双方进入ESTABLISHED状态，TCP连接建立。

【四次挥手】

四次挥手有两种情况，这里我选取客户端主动发起关闭请求来讲解。

第一次挥手：Client端主动断开连接，并发送一个包含FIN=1，SEQ=u（等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1，因为TCP协议规定FIN报文段即使不携带数据，也要消耗一个序号）的请求断开报文，发送完后进入FIN-WAIT-1状态；

第二次挥手：Server端收到了断开请求报文，便发送一个包含ACK=u+1，SEQ=z的确认报文，发送完后进入CLOSE-WAIT状态。Client端收到Server端的确认报文后，Client端进入FIN-WAIT-2状态，继续接受Server端发送的最后的报文；

第三次挥手：等所有的数据传送完毕后，Server端发送一个包含FIN=1，SEQ=w，ACK=u+1的连接断开报文，此时Server端进入LAST-ACK状态。

第四次挥手：Client端收到断开连接报文后，必须要发送一个包含ACK=w+1，SEQ=u+1的确认断开报文，此时Client端进入TIME-WAIT状态，Server端进入CLOSED状态，等待2MSL(最长报文寿命)时间后，Server端进入CLOSED状态，双方正式断开连接。

1、为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次握手？

因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时，当Server端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉Client端，“你发的FIN报文我收到了”。只有等到我Server端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四步握手。

2、为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态？

虽然按道理，四个报文都发送完毕，我们可以直接进入CLOSE状态了，但是我们必须假象网络是不可靠的，有可能最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。在TIME_WAIT状态中，如果TCP client端最后一次发送的ACK丢失了，它将重新发送。TIME_WAIT状态中所需要的时间是依赖于实现方法的。典型的值为30秒、1分钟和2分钟。等待之后连接正式关闭，并且所有的资源(包括端口号)都被释放。