TCP握手介绍

握手的目标:

三次握手的目标是使数据段的发送和接收同步。同时也向其他主机表明其一次可接收的数据量(窗口大小)，
并建立 逻辑连接；
同步 Sequence 序列号 ；
交换 TCP 通讯参数

TCP三次握手

第一次握手：客户端A将标志位SYN置为1,随机产生一个值为seq=J（J的取值范围为=1234567）的数据包到服务器，客户端A进入SYN_SENT状态，等待服务端B确认；（a等待b确认）

第二次握手：服务端B收到数据包后由标志位SYN=1知道客户端A请求建立连接，服务端B将标志位SYN和ACK都置为1，ack=J+1，随机产生一个值seq=K，并将该数据包发送给客户端A以确认连接请求，服务端B进入SYN_RCVD状态。（b告诉a已确认）

第三次握手：客户端A收到确认后，检查ack是否为J+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=K+1，并将该数据包发送给服务端B，服务端B检查ack是否为K+1，ACK是否为1，如果正确则连接建立成功，客户端A和服务端B进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后客户端A与服务端B之间可以开始传输数据了。（建立连接）

如图所示：

SYN用作同步 ，ACK用作确认

为什需要三次握手？

《计算机网络》第四版中讲“三次握手”的目的是“为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端，因而产生错误”
书中的例子是这样的，“已失效的连接请求报文段”的产生在这样一种情况下：client发出的第一个连接请求报文段并没有丢失，而是在某个网络结点长时间的滞留了，以致延误到连接释放以后的某个时间才到达server。本来这是一个早已失效的报文段。但server收到此失效的连接请求报文段后，就误认为是client再次发出的一个新的连接请求。于是就向client发出确认报文段，同意建立连接

假设不采用“三次握手”，那么只要server发出确认，新的连接就建立了。由于现在client并没有发出建立连接的请求，因此不会理睬server的确认，也不会向server发送数据。但server却以为新的运输连接已经建立，并一直等待client发来数据。这样，server的很多资源就白白浪费掉了。采用“三次握手”的办法可以防止上述现象发生。例如刚才那种情况，client不会向server的确认发出确认。server由于收不到确认，就知道client并没有要求建立连接。”。主要目的防止server端一直等待，浪费资源。

TCP四次挥手

第一次挥手：Client发送一个FIN，用来关闭Client到Server的数据传送，Client进入FIN_WAIT_1状态。

第二次挥手：Server收到FIN后，发送一个ACK给Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号），Server进入CLOSE_WAIT状态。

第三次挥手：Server发送一个FIN，用来关闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK状态。

第四次挥手：Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给Server，确认序号为收到序号+1，Server进入CLOSED状态，完成四次挥手。

如图所示：

TCP 状态码列表

LISTEN: 服务启动后首先处于侦听LISTENING状态。

SYN_SENT: 在发送连接请求后等待匹配的连接请求。通过 connect()函数向服务器发出一个同步SYNC信号后进入此状态。

SYN_RECEIVED: 已经收到并发送同步SYNC信号之后等待确认ACK请求。

ESTABLISHED : 连接已经建立，表示 2 台机器可以相互通信，此时连接两端是平等的。

FIN_WAIT_1 : 主动关闭端调用close()函数发出 FIN 请求包，表示本方的数据发送全部结束，等待 TCP 连接另一端的确认包或FIN请求包。

FIN_WAIT_2 : 主动关闭端在FIN_WAIT_1状态下收到确认包，进入等待远程 TCP 的连接终止请求的半关闭状态，这时可以接收数据，但不再发送数据。

CLOSE_WAIT : 被动关闭端接到FIN后，就发出ACK以回应FIN请求，并进入等待本地用户的连接终止请求的半关闭状态，这时可以 发送数据，但不再接收数据。

CLOSING : 双方同时发出FIN，同时进入等待对方对连接终止FIN的确认ACK时进入的状态，极少见。

LAST_ACK : 被动关闭端全部数据发送完成之后，向主动关闭端发送FIN，进入等待确认包的状态。

TIME_WAIT : 主动关闭端接收到FIN后，就发送ACK包，等待足够时间(2 倍MSL时间)以确保被动关闭端收到了终止请求的确认包。

CLOSED : 连接关闭，代表双方无任何连接状态。

为什么建立连接是三次握手，而关闭连接却是四次挥手呢？

这是因为服务端在LISTEN状态下，收到建立连接请求的SYN报文后，把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。而关闭连接时，当收到对方的FIN报文时，仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据，己方也未必全部数据都发送给对方了，所以己方可以立即close，也可以发送一些数据给对方后，再发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接，因此，己方ACK和FIN一般都会分开发送。