三次握手

1、TCP连接建立------ 三次握手

建立连接举个简单的例子，方便理解：
A : 你好我是A，你听得到我在说话吗？
B : 听到了，我是B，你听到我在说话吗？
A : 嗯，听到了，开始说吧。
连接建立，开始聊天！

最初两端的TCP进程都处于CLOSED关闭状态，A先建立传输控制块TCB打开连接，B被动打开连接，LISTEN（监听）状态

第一次握手：客户端向服务端发出连接请求报文段(同步位SYN=1,初始序号seq=x)，并进入SYN_SEND状态等待服务端确认，服务端由SYN=1知道客户端要建立连接

第二次握手：服务端接收到SYN包，如果同意连接，必须确认客户端SYN（ack=x+1），同时自己也发送一个SYN包（SYN=1,ACK=1,初始序列号seq=y）,及SYN+ACK包，同时服务端进入SYN_RECV状态

第三次握手：客户端收到服务端SYN+ACK包，检查ack是否正确，正确向服务端发送确认包ACK（ACK=1,seq=x+1,ack=y+1），此包发送完毕，客户端和服务端进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。

为什么不两次握手，而要三次握手呢？

主要防止已经失效的连接请求报文突然又传送到了服务器，从而产生错误。

如果使用的是两次握手建立连接，假设有这样一种场景，客户端发送了第一个请求连接并且没有丢失，只是因为在网络结点中滞留的时间太长了，由于TCP的客户端迟迟没有收到确认报文，以为服务器没有收到，此时重新向服务器发送这条报文，此后客户端和服务器经过两次握手完成连接，传输数据，然后关闭连接。此时此前滞留的那一次请求连接，网络通畅了到达了服务器，这个报文本该是失效的，但是，两次握手的机制将会让客户端和服务器再次建立连接，这将导致不必要的错误和资源的浪费。

如果采用的是三次握手，就算是那一次失效的报文传送过来了，服务端接受到了那条失效报文并且回复了确认报文，但是客户端不会再次发出确认。由于服务器收不到确认，就知道客户端并没有请求连接。

四次挥手

建立连接举个简单的例子，方便理解：

A:“喂，我不说了。”A->FIN_WAIT1

B:“我知道了。等下，上一句还没说完。Balabala…..”B->CLOSE_WAIT | A->FIN_WAIT2

B:”好了，说完了，我也不说了。”B->LAST_ACK

A:”我知道了。”A->TIME_WAIT | B->CLOSED

A等待2MSL,保证B收到了消息,否则重说一次”我知道了”,A->CLOSED

四次挥手过程：

1、客户端发出连接释放报文，并且停止发送数据。FIN=1,序列号seq=u（前面已经传过来的数据的最后一个字节的序号+1），此时，客户端进入FIN-WAIT1状态。

2、服务端接收到释放报文，发出确认报文，ACK=1，ack=u+1,并且带上自己的序列号seq=v，此时，服务端就进入了CLOSE-WAIT状态，如果此时服务端要发送数据，客户端依然要接收，所以这个状态需要持续一段时间，也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间；客户端接收到服务端的确认请求后，此时，客户端进入FIN-WAIT2状态，等到服务端发送连接释放报文(在这之前还需要接收服务端发送的最后的数据)

3、服务器将最后的数据发送完毕后，就向客户端发送连接释放报文，FIN=1，ack=u+1，由于在半关闭状态，服务器很可能又发送了一些数据，假定此时的序列号为seq=w，此时，服务器就进入了LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。

4、客户端收到服务器的连接释放报文后，必须发出确认，ACK=1，ack=w+1，而自己的序列号是seq=u+1，此时，客户端就进入了TIME-WAIT状态，注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2
MSL（最长报文段寿命）的时间后，当客户端撤销相应的TCB后，才进入CLOSED状态。服务器只要收到了客户端发出的确认，立即进入CLOSED状态。同样，撤销TCB后，就结束了这次的TCP连接。可以看到，服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。

为什么建立连接是三次握手，关闭连接确是四次挥手呢？
建立连接的时候，服务器在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，服务器收到对方的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，而自己也未必全部数据都发送给对方了，所以己方可以立即关闭，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，从而导致多了一次。

为什么客户端最后还要等待2MSL？

MSL（Maximum Segment Lifetime），TCP允许不同的实现可以设置不同的MSL值。

第一，保证客户端发送的最后一个ACK报文能够到达服务器，因为这个ACK报文可能丢失，站在服务器的角度看来，我已经发送了FIN+ACK报文请求断开了，客户端还没有给我回应，应该是我发送的请求断开报文它没有收到，于是服务器又会重新发送一次，而客户端就能在这个2MSL时间段内收到这个重传的报文，接着给出回应报文，并且会重启2MSL计时器。
第二，防止类似与“三次握手”中提到了的“已经失效的连接请求报文段”出现在本连接中。客户端发送完最后一个确认报文后，在这个2MSL时间中，就可以使本连接持续的时间内所产生的所有报文段都从网络中消失。这样新的连接中不会出现旧连接的请求报文。