tcp的三次握手与四次挥手

一、tcp（transmission control protocol 传输控制协议）

            tcp是面向对连接，可靠的进程到进程通信的协议
            tcp是提供全双工服务，即数据可在同一时间双向传输

二、tcp报文段（封装在ip数据报中）

1、端口号
1)源端口号：发送方进程对应的端口号，源ip和端口的作用就是标志报文的返回地址。
2)目标端口号：对应的是接收端的进程，接收端收到数据段后，根据这个端口将数据对应给应用程序的接口。
注：tcp报头中的源端口号和目的端口号同ip数据报中的源ip与目的ip唯一确定一条tcp连接。
2、序号：发送端为每个字节进行编号，便于接收端正确重组。
3、确认号：用于确认发送端的信息。
4、控制位
1）urg:紧急指针有效位。
2）ack:确认序号位，当该位为1时，用于确认发送方的数据。
3）psh:标志位为1时要求接收放尽快将数据端送达应用层。
4）rst:为1时通过重新建立tcp连接
5）syn:同步序号位，tcp需要建立连接时将该值设为1
6）fin:当tcp断开连接时将该位置为1
5、窗口值：用于说明本地可接收数据段的数目，窗口大小是可变的。以此控制发送端发送数据的速率，从而达到流量控制。
6、校验和：用来做差错控制
7、紧急指针：只有当 urg 标志置 1 时紧急指针才有效。
8、选项：位于tcp首部多大40字节的可选信息，最常见的可选字段是最长报文大小。
注：8个字段中较为重要的是端口号、序号、确认序号、以及控制位中ack、syn、fin这三个控制位。

三、tcp三次握手（通过wireshark抓包分析）

pc1为真机，pc2为虚拟机centos，pc1与pc2绑定在同一块虚拟网卡vnet8上，pc1ip地址为192.168.90.10，pc2ip地址为192.168.90.40。提前在centos上搭建号网站，pc1访问pc2，然后通过抓包工具进行tcp的抓报，如下所示：

1、第一次握手

如上图，通过抓包工具抓包发现，源地址（source）为192.168.90.10，源端口号（source port）为55604，目的地址（destination）为192.168.168.90.40，目的端口号（destination port）为80。初始序列号（sequence number）和确认序列号（acknowledgment number）都为0。第一次握手pc1使用一个随机端口号向pc2的80端口发送建立连接的请求，此过程最典型的表示就是tcp的syn控制位为1，其他五个控制位全为0。

2、第二次握手

如上图，第二次握手，源地址以及端口号和目的地址和端口与第一次握手相反，初始序列号为0，确认序列号为1，并且控制位中的ack和syn都为1。第二次握手实际上分两部分完成：
1)pc2收到pc1的请求，向pc1回复一个确认信息，此过程标志就是tcp的ack控制位为1，其他五个控制位全为0，并且确认序列号是pc1的初始序列号加1。
2)pc2也向pc1发送一个建立连接的请求，此过程的标志与第一次握手一样，tcp的syn控制位为1，其他五个控制位全为0。

3、第三次握手

如图，源地址以及端口号和目的地址以及端口号与第一次握手相同，其中初始序列号即为第二次握手的确认序列号1，确认序列号即为第二次握手的初始序列号加1。pc1收到pc2的回复（包含请求和确认），也要向pc2回复一个确认信息，此过程最典型的标志就是tcp的ack控制位为1，其他五个控制位为0，而且确认序列号是pc2的初始序列号加1。这样完成了三次握手，在pc1和pc2之间建立了tcp连接。

四、tcp连接终止的四次挥手

此时pc1为centos，对应的ip地址为192.168.90.40，pc2为真机，应该的ip地址为192.168.90.10，通过抓包来分析他断开连接的过程，如下所示：

1、第一次挥手

pc1（服务器）向pc2客户端发送fin和ack位为1的tcp报文段。

2、第二次挥手

pc2客户端向pc1服务器返回ack位为1的tcp报文段。

3、第三次挥手

pc2客户端向pc1服务器发送fin和ack位为1的tcp报文段。

4、第四次挥手

pc1服务器向pc2客户端返回ack位为1的tcp报文段，完成终止连接。

5、tcp四次挥手的半关闭概念（tcp一方终止发数据但可以接收）
1)pc2客户端fin报文段，半关闭了这个连接，pc1服务器发送ack报文段接收半关闭。
2)pc1服务器继续发送数据，而pc2客户端只发送ack确认，不再发送任何数据。
3)当pc1服务器把所有数据都发送完毕时，就发送fin报文段，pc2客户端再发送ack报文段，这样就关闭了tcp连接。