TCP三次握手和四次挥手

TCP

TCP协议由互联网工程任务组（Internet Engineering Task Force, IETF）维护。IETF官网地址为https://www.ietf.org/。TCP协议具体细节定义在RFC文档中。其中最重要的RFC 793，它定义了TCP协议的具体规则。

Key Words

1. SYN报文 SYN（synchronize）报文是TCP报文的一种。了解SYN报文需要了解TCP报文结构中的控制位和序列号。控制位包含一些控制信息，如SYN、ACK、FIN等。在SYN报文中，控制位的SYN位被设置为1，表示这是一个连接请求报文。序列号字段包含的是这个连接的初始序列号。
2. ACK报文 ACK（acknowledgement）报文是TCP中用于确认接收数据的一种报文类型。当主机接收到一个TCP数据包后，需要发送ACK报文给发送端，以确认已成功接收数据。这个ACK报文包含一个确认号。 ACk报文是TCP可靠性机制的一部分。通过使用ACK报文，TCP可以确保所有发送数据被成功接收。如果发送端没有在一定时间内接收到ACK报文，它会重新发送数据，直到接收到ACK报文为止。 确认号 在TCP中，确认号是一个重要的字段，它用于确认接收到的数据。 当TCP报文从发送端到接收端时，接收端会发送一个ACK报文回发送端，以确认已经接收到数据。这个ACK报文中的确认号字段就是接收端期望接收的下一个字节的序号。 例如：如果发送端发送了一个序列号为100的数据段，那么接收端在确认接收到这个数据段后，会发送一个确认号为101的ACK报文。表示接收端已经接收到序列号为100的数据段，并期望收到序列号为101的数据段。 注意：ACK确认号用于确保所有发送的数据能够被成功接收。ACK确认号本身是不能阻止中间人攻击的，因为TCP协议本身是不提供加密的。如果攻击者能够截取TCP数据包，那就能修改包括ACK确认号在内的数据。TCP连接的加密依赖于其他加密技术，如SSL/TLS。
3. FIN报文 FIN（finish）报文用于表示发送方已经完成了数据传输任务，希望断开连接。需要注意的是，发送FIN包不代表立刻断开连接，收到FIN包的一方会在所有数据都接收完成后，回复ACK包。只有当双方都发送并确认FIN包后，连接才会正在断开。
4. 全双工 全双工是指通讯系统中的两个设备具有同时接收和发送数据的功能。全双工模式下，数据在两个方向上同时传输，互不干扰。电话通话就是典型的全双工通信。在计算机网络中，TCP协议就是全双工的，这是理解四次挥手的关键。

三次握手

1. 客户端向服务器端发送SYN报文，表示请求连接。这个SYN报文包含一个随机的初始序列号。
2. 服务器端接收到客户端发送的SYN报文后，向客户端发送ACK报文以确定接收来自客户端SYN报文，同时发送SYN报文。这个SYN报文包含自身的初始序列号。
3. 客户端接收到SYN-ACK报文后，发送ACK报文确认接收，标志成功建立连接。 为什么是三次握手而不是两次握手或者四次握手 请求TCP连接时的握手是为了确保双方都具备发送和正确接收的能力。 两次不靠谱（浪费资源），四次没必要。

四次挥手

1. FIN：需要断开连接的一方（设为A）完成数据传输后，它向另一方（设为B）发送FIN包，表示“A数据发送完毕，请求断开连接”。
2. ACK：B接收到A的FIN包后，并不立刻断开连接，而是向A发送ACK包，表示“已经接收到请求，请等待B完成数据发送”。
3. FIN：B完成数据传输后，向A发送FIN包，表示“B数据已经发送完毕，可以断开连接”。
4. ACK：A接收到B的FIN包后，向B发送ACK包，表示“收到FIN包，准备关闭连接”，然后等待所有数据包的传输完成后，断开连接。 如果在A方发送第一个FIN包时B方数据已经全发完了，那可不可以只要两次挥手 不可以。因为TCP协议是全双工的，数据在两个方向上独立地进行传输。因此，每个方向都需要单独关闭。 题设的条件下，即使B方的数据传输已经完成，但是A方并不知道这一点。因此，B方需要发送FIN包来示意A方已经完成数据传输。并且，A方需要发送ACK包来确认收到FIN包。这样两个方向都进行了两次挥手，总共四次，来确保连接可以安全地关闭。