十五大原理之零三--TCP/IP的三次握手和四次斷開原理

重要的標志位含義：

ACK：表示確認。只有當ACK標志位為1時，TCP報文的確認字段才有效。

SYN：表示同步，在連接建立時用來同步序列號。當SYN=1而ACK=0時，表明這是一個連接請求報文。若對方同意建立連接時，則在響應報文中，應使SYN=1，ACK=1.因此，同步比特SYN置為1，就表明這是一個連接請求報文或連接接受響應報文。

FIN：用于釋放一個連接。當FIN位為1時，表明此報文段的發送端數據已發送完畢，并要求釋放連接。

一、TCP/IP的三次握手

第一次握手：首先發送方主機向接收方主機發起一個建立連接的同步（SYN）請求SYN（X），進入SYN_SENT狀態，等待接收方主機確認。

第二次握手：接收方在收到這個請求后，如果同意建立連接，則發送確認ACK，確認序列號為收到的序列號加1，并且報文中的SYN也要置1，即向發送方主機回復一個同步/確認（SYN/ACK）應答報文，并進入SYN_RECVD狀態。

第三次握手：發送方主機收到此應答報文后，再向接收方發送一個確認（ACK）報文，然后發送方和接收方均進入ESTABLISHED狀態，完成三次握手，至此，TCP連接建立成功，發送方和接收方就可以開始傳輸數據了。

TCP建立連接的三次握手過程如圖所示：

二、TCP/IP的四次斷開

當應用進程結束數據傳送后，就要釋放已建立的連接，TCP連接是雙向的，每個方向都必須單獨進行關閉，首先進行關閉的一方執行主動關閉，而另一方則執行被動關閉。

1、當客戶端的數據傳輸完后，可主動發送出FIN置1的報文給服務端（客戶端主動關閉），以關閉客戶端至服務端方向的數據傳送，并等待服務端的ACK確認應答，同時進入FIN_WAIT1狀態。

2、服務端收到FIN置1的報文后，進入被動關閉，回復一個ACK確認報文，并進入CLOSE_WAIT狀態；客戶端收到該ACK確認報文后，進入FIN_WAIT2狀態。

3、至此完成了TCP連接的半關閉，即完成了客戶端至服務端方向的數據發送。此時，客戶端雖然不能發送數據，但仍然能接受服務端發給客戶端的數據，即服務端至客戶端方向的連接還未關閉。

4、服務端發送一個FIN置1的報文給客戶端，關閉服務端至客戶端方向的數據傳送，并等待客戶端的ACK確認應答，同時進入LAST_ACK狀態，客戶端收到FIN置1的報文后，回復ACK確認報文，并進入TIME_WAIT狀態，經過2倍報文最大生存時間（MSL）后，TCP刪除原來建立的鏈接記錄，返回到初始的CLOSED狀態。服務端收到ACK確認報文后，進入CLOSED狀態，完成鏈接的雙向關閉。

TCP/IP四次斷開過程如圖：