TCP 的三次握手、四次挥手

『不就是打个电话吗？』

三次握手

• 第一次握手

  客户端发、服务端收，服务端就能得出结论：客户端的发送能力、服务端的接收能力是正常的

• 第二次握手

  服务端发、客户端收，客户端就能得出结论：服务端的接收、发送能力和客户端的接收、发送能力是正常的

• 第三次握手

  客户端发、服务端收，服务端就能得出结论：客户端的接收、发送能力和服务端的发送、接收能力是正常的

张三：李四你好啊，我是张三，能听到我说话吗？（SYN_SENT）

李四：张三你好啊，我是李四，我能听到你说话，你能听到我说话吗？（SYN_RCVD）

张三：李四你好啊，我能听见你说话，我们开始快乐的PY交易吧！（ESTAB）

四次挥手

• 第一次挥手

  发起端发起挥手请求，向接收端发送标志位是 FIN 报文段，发起端端进入FIN_WAIT_1状态，这表示发起端没有数据要发送给接收端了

• 第二次挥手

  接收端收到了发起端发送的FIN报文段，向发起端返回一个标志位是 ACK 的报文段，发起端进入FIN_WAIT_2状态，接收端告诉发起端确认关闭请求，但此时接收端可能还会有数据传输

• 第三次挥手

  接收端向发起端发送标志位是 FIN 的报文段，请求关闭连接，同时发起端进入LAST_ACK状态

• 第四次挥手

  发起端收到接收端发送的 FIN 报文段，然后发起端进入TIME_WAIT状态。接收端收到发起端的ACK报文段以后就关闭连接。此时发起端等待 2MSL 的时间后依然没有收到回复，则证明接收端已正常关闭，发起端也关闭连接

张三：先不说了啊，有事要挂了！（FIN_WAIT_1）

李四：OK！稍等一小会，我想想还有没有事和你说！（CLOSE_WAIT）

张三：…（FIN_WAIT_2）

李四：好了，没有啥要说的了，我要挂了啊！（LAST_ACK）

张三：OK！你先挂吧！（TIME_WAIT）

李四（挂了电话）： （CLOSED）

张三（缓了一会神挂了电话）： （CLOSED）

MSL：报文段最大生存时间，它是任何报文段被丢弃前在网络内的最长时间。

为什么要等待 2MSL:

• 保证 TCP 协议的全双工连接能够可靠关闭：

  由于 IP 协议的不可靠性或者是其它网络原因，导致了接收端没有收到发起端的ACK报文，那么接收端就会在超时之后重新发送 FIN，如果此时发起端的连接已经关闭处于CLOESD状态，那么重发的 FIN 就找不到对应的连接了，从而导致连接错乱，所以，发起端发送完最后的 ACK 不能直接进入CLOSED状态，而要保持TIME_WAIT，当再次收到 FIN 的收，能够保证对方收到 ACK，最后正确关闭连接。

• 保证这次连接的重复数据段从网络中消失

  如果发起端发送最后的 ACK 直接进入CLOSED状态，然后又再向接收端发起一个新连接，这时不能保证新连接的与刚关闭的连接的端口号是不同的，也就是新连接和老连接的端口号可能一样了，那么就可能出现问题：如果前一次的连接某些数据滞留在网络中，这些延迟数据在建立新连接后到达发起端，由于新老连接的端口号和IP都一样，TCP 协议就认为延迟数据是属于新连接的，新连接就会接收到脏数据，这样就会导致数据包混乱。所以 TCP 连接需要在 TIME_WAIT状态等待 2MSL，才能保证本次连接的所有数据在网络中消失。