三次握手和四次挥手的原理(一)

tcp三次握⼿和四次挥⼿以及发送数据时的ack和seq关系

TCP报⽂格式

下⾯是TCP报⽂格式图

上图中有⼏个字段需要重点介绍下：1、序号：Seq序号，占32位，⽤来标识从TCP源端向⽬的端发送的字节流，发起⽅发送数据时对此进⾏标记。

2、确认序号：Ack序号，占32位，只有ACK标志位为1时，确认序号字段才有效（Ack=Seq+1）。

3、标志位：共6个，即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等，具体含义如下：（A）URG：紧急指针（urgent pointer）有效。

（B）ACK：确认序号有效。

（C）PSH：接收⽅应该尽快将这个报⽂交给应⽤层。

（D）RST：重置连接。

（E）SYN：发起⼀个新连接。

（F）FIN：释放⼀个连接。

需要注意的是：

（A）不要将确认序号Ack与标志位中的ACK搞混了。

（B）确认⽅的Ack=发起⽅的Seq+1，两端配对。TCP三次握⼿：

建⽴⼀个TCP连接时会发⽣下述情形

（1）服务器必须准备好接受外来连接。通常通过socket、bind和listen函数来完成，称之为被动打开（passive open）。

（2）客户通过connect发起主动打开（active open）。这导致客户TCP 发送⼀个SYN同步分节，它告诉服务器客户将（待建⽴的）连接中发送的数据的初始序列号。通常SYN不携带数据，其所在IP数据报仅包含IP⾸部、TCP ⾸部以及可能有的TCP选项。

（3）服务器确认（ACK）客户的SYN，同时⾃⼰发送⼀个SYN分节，它包含服务器将在同⼀个连接中发送数据的初始序列号。服务器在单个TCP分节中发送SYN和ACK。

（4）客户必须确认服务器的SYN。

注意：

服务器的ACK是客户SYN + 1，该ACK中的确认号是发送这个ACK的⼀端期待的下⼀个序列号；这是因为SYN占据⼀个字节的序列号空间；所以每个SYN的ACK中的确认号就是该SYN的初始序列号加1。

同样，每个FIN的ACK中确认号为该FIN的序列号加1。TCP四次挥⼿：

通俗⼤⽩话来理解TCP协议的三次握⼿和四次分⼿

通俗理解:

但是为什么⼀定要进⾏三次握⼿来保证连接是双⼯的呢，⼀次不⾏么？两次不⾏么？我们举⼀个现实⽣活中两个⼈进⾏语⾔沟通的例⼦来模

拟三次握⼿。

引⽤⽹上的⼀些通俗易懂的例⼦，虽然不太正确，后⾯会指出，但是不妨碍我们理解，⼤体就是这么个理解法。

第⼀次对话：

⽼婆让甲出去打酱油，半路碰到⼀个朋友⼄，甲问了⼀句：哥们你吃饭了么？

结果⼄带着⽿机听歌呢，根本没听到，没反应。甲⼼⾥想：跟你说话也没个⾳，不跟你说了，沟通失败。说明⼄接受不到甲传过来的信息的

情况下沟通肯定是失败的。

如果⼄听到了甲说的话，那么第⼀次对话成功，接下来进⾏第⼆次对话。

第⼆次对话：

⼄听到了甲说的话，但是他是⽼外，中⽂不好，不知道甲说的啥意思也不知道怎样回答，于是随便回答了⼀句学过的中⽂ ：我去厕所了。甲

⼀听⽴刻笑喷了，“去厕所吃饭”?道不同不相为谋，离你远点吧，沟通失败。说明⼄⽆法做出正确应答的情况下沟通失败。

如果⼄听到了甲的话，做出了正确的应答，并且还进⾏了反问：我吃饭了，你呢？那么第⼆次握⼿成功。

通过前两次对话证明了⼄能够听懂甲说的话，并且能做出正确的应答。 接下来进⾏第三次对话。

第三次对话：

甲刚和⼄打了个招呼，突然⽼婆喊他，“你个死⿁，打个酱油咋这么半天，看我回家咋收拾你”，甲是个妻管严，听完吓得⼆话不说就跑回家

了，把⼄⾃⼰晾那了。⼄⼼想：这什么⼈啊，得，我也回家吧，沟通失败。说明甲⽆法做出应答的情况下沟通失败。

如果甲也做出了正确的应答：我也吃了。那么第三次对话成功，两⼈已经建⽴起了顺畅的沟通渠道，接下来开始持续的聊天。

通过第⼆次和第三次的对话证明了甲能够听懂⼄说的话，并且能做出正确的应答。

可见，两个⼈进⾏有效的语⾔沟通，这三次对话的过程是必须的。

为了保证服务端能收接受到客户端的信息并能做出正确的应答⽽进⾏前两次(第⼀次和第⼆次)握⼿，为了保证客户端能够接收到服务端的信

息并能做出正确的应答⽽进⾏后两次(第⼆次和第三次)握⼿。

浅探⽹络1---tcp协议详解（三次握⼿和四次挥⼿）

TCP协议是⽹络多层协议中运输层的最重要的协议之⼀，运输层是两台主机的进程之间的通信。除了TCP还有⼀个是UDP协议（⽤户数据包协议）TCP全称是Transmission Control Protocol，意思是传输控制协议

⼀、TCP简介

1.TCP协议两个对等运输实体之间进⾏传送的数据单位是：TCP报⽂段

2.TCP提供的是⾯向连接的服务，在传送数据之前必须建⽴连接，数据传送完成之后需要关闭连接，TCP只可点对点，不可⼴播或多播，TCP连接是可靠的运输服务。3.TCP的⼯作⽅式类似于打电话，打电话之前需要先拨号（号码就是连接的IP+端⼝号）连接，通话结束之后关闭连接

4.TCP提供可靠交付，即TCP传输的数据⽆差错、不丢失、不重复且有序

5.TCP⽀持全双⼯通信，即通信双⽅可随时发送数据，发送⽅发送完数据会先放到发送缓存中，发送⽅发送完毕就可以⼲别的事去了，TCP会在合适的时机将数据发送给接受⽅，接收⽅接收到数据会先把数据放到接收缓存中，应⽤程序会在合适的时机在缓存中获取数据。6.TCP是⾯向字节流的，流⼊到进程或从进程中流出的是字节序列。⽽发送时和接收时除了传输的业务数据，可能还会额外加⼀些字节数据，⽤于发送⽅和接收⽅处理。⽐如在微信聊天中需要提醒接收⽅会添加@XXX，⽽接收⽅只需要接收有⽤信息，@信息是和业务⽆关的。7.TCP连接的双⽅不是两个主机、不是两个IP地址、不是两个应⽤程序、⽽是两个套接字，每个套接字socket=（IP地址：端⼝号），每⼀个TCP连接必须有唯⼀的两个套接字，即TCP连接={套接字1，套接字2}={（IP1，port1），（IP2，port2）}

⼆、TCP三次握⼿和四次挥⼿

TCP是⾯向连接的协议，所以协议的基础就是需要有连接，⽽发起连接的⼀⽅可以称为客户端，等待连接的⼀⽅可以称为服务端。⽽TCP建⽴连接的过程称为握⼿，每次握⼿客户端和服务器之前需要交换三个报⽂段，因此也叫做“三次握⼿”。

一、三次握手的流程

1. 客户端向服务器发起连接请求

在进行三次握手的第一步，客户端会向服务器发送一个特殊的SYN（同步）包，来请求建立连接。这个包中会包含一个随机生成的序列号，作为本次连接的起始值。

2. 服务器确认客户端的请求

收到客户端的SYN包之后，服务器会向客户端发送一个ACK（确认）包作为应答，并且也会包含一个随机生成的序列号，作为本次连接的起始值。此时，服务器也会发送一个SYN包给客户端，表示自己也同意连接。

3. 客户端确认服务器的应答

客户端收到服务器的ACK包之后，同样会发送一个ACK包作为应答，表示客户端也同意建立连接。此时，双方的连接就正式建立起来了。

二、四次挥手的流程

1. 客户端告知服务器自己要断开连接

在进行四次挥手的第一步，客户端会向服务器发送一个FIN（结束）包，表示自己要断开连接。

2. 服务器收到客户端的请求，确认可以断开连接 服务器收到客户端的FIN包之后，会向客户端发送一个ACK包作为应答，表示自己已经收到了客户端的断开连接请求，并且同意断开连接。

3. 服务器也告知客户端自己要断开连接

在进行四次挥手的第三步，服务器会向客户端发送一个FIN包，表示自己也要断开连接。

4. 客户端确认服务器的应答，断开连接

客户端收到服务器的FIN包之后，会向服务器发送一个ACK包作为应答，表示自己已经收到了服务器的断开连接请求，并且同意断开连接。此时，连接就正式断开了。

总结：三次握手和四次挥手是TCP协议中用于建立和断开连接的过程，通过以上流程的描述，我们可以清晰地了解到建立连接和断开连接的详细步骤。这对于网络通信的稳定性和安全性有着重要的意义。在网络通信中，TCP协议的三次握手和四次挥手是非常重要的过程，它们保证了数据的可靠传输和连接的安全关闭。接下来，我们将对三次握手和四次挥手的过程进行更深入的探讨。