TCP三次握手四次挥手
一、基础理论
1、TCP的标志位
| 标志位 | 含义 |
|---|---|
| SYN(synchronous) | 在建立连接时使用，表示请求同步序列号。当SYN=1时，该数据段用于发起一个连接。 |
| ACK(acknowledgement) | 用于确认接收到的数据段，如果ACK=1，确认应答的字段变为有效 |
| FIN（finish） | 在关闭连接时使用，当FIN=1时，表示发送端已完成数据发送任务，希望断开连接。 |
| RST（reset） | 用于复位异常或无效的连接，或者拒绝非法的数据段，当RST=1时，表示 TCP 连接中出现异常必须强制断开连接。 |
| PSH(push) | 指示接收端应该尽快将数据交付给上层应用程序，而不是等到缓冲区满后再交付。 |
| URG (Urgent Pointer） | 当URG=1时，报文中有紧急数据需要立即处理，此时包含紧急指针字段来指示紧急数据的末尾位置。 |
2、TCP的状态码
| 状态码 | 含义 |
|---|---|
| CLOSED | 没有任何连接状态 |
| LISTEN | 服务器端处于监听状态，等待客户端发起连接请求。 |
| SYN_SENT | 在发送连接请求后等待确认 |
| SYN_RCVD | 服务器收到客户端的SYN，并发回一个SYN+ACK作为响应，等待客户端确认。 |
| ESTABLISHED | 连接建立，可以进行正常的数据传输 |
| FIN_WAIT_1 | 已经发送关闭请求，等待确认（主动关闭） |
| CLOSE_WAIT | 对方发送FIN后，本地端收到并确认后进入此状态，表示本端应用程序尚未关闭连接。 |
| FIN_WAIT_2 | 收到了对方对FIN的确认后进入的状态，继续等待对方也关闭连接。 |
| LAST_ACK | 已经发送了FIN，正在等待最后一个ACK以彻底关闭连接。 |
| TIME_WAIT | 发送了FIN并收到ACK之后，等待足够时间确保远程主机收到最后的ACK，避免旧分组在网络中滞留导致的问题。 |
| CLOSING | 同时收到了FIN且正要发送FIN时，两边都在关闭连接，但还没有收到对方对FIN的确认。 |
| CLOSED（再次） | 收到并确认了对方的FIN后，最终关闭连接，回到初始状态。 |
二、TCP连接的建立与释放
1、三次握手
-
第一次握手：
- 一开始，客户端和服务端都处于
CLOSED状态。先是服务端主动监听某个端口，处于LISTEN状态 - 客户端发送连接请求报文段，将
SYN标志位设置为 1，表示请求建立连接。seq为x。然后，客户端进入SYN_SENT状态，等待服务器的确认； - 标志位为SYN，表示""请求建立新连接"；
序号为seq=x（x一般为1）；
- 一开始，客户端和服务端都处于
-
第二次握手：
- 服务器收到客户端发送的
SYN报文段，需要对这个SYN报文段进行确认，设置ack为x+1(seq+1)；同时，自己自己还要发送SYN请求信息，将SYN标志位置为 1，seq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_RCVD状态； - 标志位为SYN和ACK，表示"确认客户端的报文
seq序号有效，服务器能正常接收客户端发送的数据，并同意创建新连接"（即告诉客户端，服务器收到了你的数据）；
序号为seq=y；
确认号为ack=x+1，表示收到客户端的序号seq并将其值加1作为自己确认号ack的值；
- 服务器收到客户端发送的
-
第三次握手：
- 客户端收到服务器的
SYN+ACK报文段。然后将ACK标志位设置为 1，表示确认收到服务器同意连接的信号，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。 - 标志位为ACK，表示"确认收到服务器端同意连接的信号"（即告诉服务器，我知道你收到我发的数据了）；
序号为seq=x+1，表示收到服务器端的确认号ack，并将其值作为自己的序号值；
确认号为ack=y+1，表示收到服务器端序号seq，并将其值加1作为自己的确认号ack的值；
- 客户端收到服务器的
2、四次挥手
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第一次挥手：
-
客户端想要释放连接，向服务器发送
FIN报文，将FIN标记位设置为1，同时指定一个序列号seq=u。随后客户端进入FIN_WAIT_1状态。 -
标志位为FIN，表示"请求释放连接"；
序号为seq=u；
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-
第二次挥手：
-
服务器端接收到从客户端发出的
FIN报文后，确认了客户端想要释放连接，随后服务器端会发送
ACK报文，并且把客户端的序列号+1作为ACK报文的序列号值。表明已经收到客户端的报文，此时服务器端处于CLOSE_WAIT状态。 -
随后服务器端开始准备释放服务器端到客户端方向上的连接。客户端收到从服务器端发出的
ACK应答报文，确认了服务器收到了客户端发出的释放连接请求。随后客户端结束FIN_WAIT_1状态进入FIN_WAIT_2状态。 -
标志位为ACK，表示"接收到客户端发送的释放连接请求"；
序号为seq=v；
确认号为ack=u+1；表示是在接收到客户端报文的基础上，将其序号seq值加1作为本段报文确认号ack的值
-
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第三次挥手：
-
服务器端自从发出
ACK确认报文之后，经过CLOSE_WAIT阶段，服务器端将最后数据发送完毕后就向客户端发出连接释放报文段，报文包含FIN和ACK标志位。随后服务器端结束CLOSE_WAIT状态，进入LAST_ACK状态。并且停止再服务器端到客户端方向上发送数据，但是服务器端仍然能够接收从客户端传输过来的数据。 -
标记位为FIN和ACK，表示"已经准备好释放连接了"。
序号为seq=w;
确认号为ack=u+1;
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第四次挥手：
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客户端收到来自服务器端发出的
FIN+ACK报文，确认了服务器端已做好释放连接的准备，结束FIN_WAIT_2状态，并向服务器端发送一个ACK报文作为应答，将服务器端的序列号值+1作为自己的ACK报文的序列号值。进入TIME_WAIT状态。 -
服务器端收到从客户端发出的TCP报文之后结束
LAST-ACK阶段，进入CLOSED阶段。由此正式确认关闭服务器端到客户端方向上的连接。 -
客户端等待计时器设置的时间2MSL之后，结束
TIME-WAIT阶段，进入CLOSED阶段，至此完成"四次挥手"。 -
标记位为ACK,表示"接收到服务器准备好释放连接的信号"。
序号为seq=u+1；表示是在收到了服务器端报文的基础上，将其确认号ack值作为本段报文序号的值。
确认号为ack=w+1；表示是在收到了服务器端报文的基础上，将其序号seq值作为本段报文确认号的值。
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三、更多面试题参考
4.1 TCP 三次握手与四次挥手面试题 | 小林coding (xiaolincoding.com)