TCP/IP协议中三次握手四次挥手的原理及流程分析

当初学的是通信专业，毕业以后，同学们各奔东西，去追逐自己的梦想，奔波于大大小小的工地之间。哈哈，开个玩笑，也有厉害的，进了某某研究所，嗯？他爸不是所长，内心不要太阴暗。记得有一门十分高大上的课程，名字叫做计算机网络（大概是这个名字吧）。里面有一个关于握手的概念，现在温习一下。

先来看看原理图：

tcp是面向连接的，无论哪一方向另一方发送数据之前，都必须先在双方之间建立一条连接。在tcp/ip协议中，tcp 协议提供可靠的连接服务，连接是通过三次握手进行初始化的。三次握手的目的是同步连接双方的序列号和确认号 并交换 tcp窗口大小信息。

1.第一次握手：建立连接。客户端发送连接请求报文段，将syn位置为1，sequence number为x;然后，客户端进入syn_send状态，等待服务器的确认;

2.第二次握手：服务器收到syn报文段。服务器收到客户端的syn报文段，需要对这个syn报文段进行确认，设置acknowledgment number为x+1(sequence number+1);同时，自己自己还要发送syn请求信息，将syn位置为1，sequence number为y;服务器端将上述所有信息放到一个报文段(即syn+ack报文段)中，一并发送给客户端，此时服务器进入syn_recv状态;

3.第三次握手：客户端收到服务器的syn+ack报文段。然后将acknowledgment number设置为y+1，向服务器发送ack报文段，这个报文段发送完毕以后，客户端和服务器端都进入established状态，完成tcp三次握手。

完成了三次握手，客户端和服务器端就可以开始传送数据。以上就是tcp三次握手的总体介绍。

那四次挥手呢?

当客户端和服务器通过三次握手建立了tcp连接以后，当数据传送完毕，肯定是要断开tcp连接的啊。那对于tcp的断开连接，这里就有了神秘的“四次挥手”。

1.第一次挥手：主机1(可以使客户端，也可以是服务器端)，设置sequence number和acknowledgment number，向主机2发送一个fin报文段;此时，主机1进入fin_wait_1状态;这表示主机1没有数据要发送给主机2了;

2.第二次挥手：主机2收到了主机1发送的fin报文段，向主机1回一个ack报文段，acknowledgment number为sequence number加1;主机1进入fin_wait_2状态;主机2告诉主机1，我也没有数据要发送了，可以进行关闭连接了;

3.第三次挥手：主机2向主机1发送fin报文段，请求关闭连接，同时主机2进入close_wait状态;

4.第四次挥手：主机1收到主机2发送的fin报文段，向主机2发送ack报文段，然后主机1进入time_wait状态;主机2收到主机1的ack报文段以后，就关闭连接;此时，主机1等待2msl后依然没有收到回复，则证明server端已正常关闭，那好，主机1也可以关闭连接了。

至此，tcp的四次挥手就这么愉快的完成了。当你看到这里，你的脑子里会有很多的疑问，很多的不懂，感觉很凌乱;没事，我们继续总结。

为什么要三次握手?

所谓三次握手（three-way handshake）即建立tcp连接，就是指建立一个tcp连接时，需要客户端和服务端总共发送3个包以确认连接的建立。在socket编程中，这一过程由客户端执行connect来触发。

既然总结了tcp的三次握手，那为什么非要三次呢?怎么觉得两次就可以完成了。那tcp为什么非要进行三次连接呢?在谢希仁的《计算机网络》中是这样说的：

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。

在书中同时举了一个例子，如下：

"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。"

这就很明白了，防止了服务器端的一直等待而浪费资源。

为什么要四次挥手?

那四次挥手又是为何呢?

所谓四次挥手（four-way wavehand）即终止tcp连接，就是指断开一个tcp连接时，需要客户端和服务端总共发送4个包以确认连接的断开。在socket编程中，这一过程由客户端或服务端任一方执行close来触发。

tcp协议是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的运输层通信协议。tcp是全双工 模式，这就意味着，当主机1发出fin报文段时，只是表示主机1已经没有数据要发送了，主机1告诉主机2， 它的数据已经全部发送完毕了;但是，这个时候主机1还是可以接受来自主机2的数据;当主机2返回ack报文 段时，表示它已经知道主机1没有数据发送了，但是主机2还是可以发送数据到主机1的;当主机2也发送了fin 报文段时，这个时候就表示主机2也没有数据要发送了，就会告诉主机1，我也没有数据要发送了，之后彼此 就会愉快的中断这次tcp连接。如果要正确的理解四次挥手的原理，就需要了解四次挥手过程中的状态变化。

fin_wait_1: 这个状态要好好解释一下，其实fin_wait_1和fin_wait_2状态的真正含义都是表示等 待对方的fin报文。而这两种状态的区别是：fin_wait_1状态实际上是当socket在established状态时， 它想主动关闭连接，向对方发送了fin报文，此时该socket即进入到fin_wait_1状态。而当对方回应ack报 文后，则进入到fin_wait_2状态，当然在实际的正常情况下，无论对方何种情况下，都应该马上回应ack 报文，所以fin_wait_1状态一般是比较难见到的，而fin_wait_2状态还有时常常可以用netstat看到。 (主动方)

fin_wait_2：上面已经详细解释了这种状态，实际上fin_wait_2状态下的socket，表示半连接，也即 有一方要求close连接，但另外还告诉对方，我暂时还有点数据需要传送给你(ack信息)，稍后再关闭连接。 (主动方)

close_wait：这种状态的含义其实是表示在等待关闭。怎么理解呢?当对方close一个socket后发送fin 报文给自己，你系统毫无疑问地会回应一个ack报文给对方，此时则进入到close_wait状态。接下来呢，实 际上你真正需要考虑的事情是察看你是否还有数据发送给对方，如果没有的话，那么你也就可以 close这个 socket，发送fin报文给对方，也即关闭连接。所以你在close_wait状态下，需要完成的事情是等待你去关 闭连接。(被动方)

last_ack: 这个状态还是比较容易好理解的，它是被动关闭一方在发送fin报文后，最后等待对方的ack报 文。当收到ack报文后，也即可以进入到closed可用状态了。(被动方)

time_wait: 表示收到了对方的fin报文，并发送出了ack报文，就等2msl后即可回到closed可用状态了。 如果finwait1状态下，收到了对方同时带fin标志和ack标志的报文时，可以直接进入到time_wait状态，而无 须经过fin_wait_2状态。(主动方)

closed: 表示连接中断。

总结

 以上就是本文关于tcp/ip协议中三次握手四次挥手的原理及流程分析的全部内容，希望对大家有所帮助。如有不足之处，欢迎留言指出，期待您的宝贵意见。