三次握手与四次挥手

全双工通信

 当某个应用端想基于TCP协议与另一个应用端通信时,它会发送一个通信请求。
这个请求必须被送到一个确切的地址。在双方“握手”之后,TCP 将在两个应用程序之间建立一个全双工(full-duplex)的通信。
这个全双工的通信将占用两个计算机之间的通信线路,直到它被一方或双方关闭为止。

  双工通信(Full duplex Communication)是指在通信的任意时刻,线路上存在A到B和B到A的双向信号传输。
全双工通信允许数据同时在两个方向上传输,又称为双向同时通信,即通信的双方可以同时发送和接收数据。

三次握手

  三次握手(Three-way Handshake),是指建立一个 TCP 连接时,需要客户端和服务器总共发送3个包。
  三次握手的目的是连接服务器指定端口,建立 TCP 连接,并同步连接双方的序列号和确认号,交换 TCP 窗口大小信息。
在 socket 编程中,客户端执行connect() 时。将触发三次握手。
  • 第一次握手(SYN=1, seq=x):

    客户端发送一个 TCP 的 SYN 标志位置1的包,指明客户端打算连接的服务器的端口,以及初始序号 X,
    保存在包头的序列号(Sequence Number)字段里。

    发送完毕后,客户端进入 SYN_SEND 状态。

  • 第二次握手(SYN=1, ACK=1, seq=y, ACKnum=x+1):

    服务器发回确认包(ACK)应答。即 SYN 标志位和 ACK 标志位均为1。服务器端选择自己 ISN 序列号,放到 Seq 域里,
    同时将确认序号(Acknowledgement Number)设置为客户的 ISN 加1,即X+1。 发送完毕后,服务器端进入 SYN_RCVD 状态。

  • 第三次握手(ACK=1,ACKnum=y+1)

    客户端再次发送确认包(ACK),SYN 标志位为0,ACK 标志位为1,并且把服务器发来 ACK 的序号字段+1,
    放在确定字段中发送给对方,并且在数据段放写ISN的+1

    发送完毕后,客户端进入 ESTABLISHED 状态,当服务器端接收到这个包时,也进入 ESTABLISHED 状态,TCP 握手结束。

四次挥手

四次挥手TCP 的连接的拆除需要发送四个包,因此称为四次挥手(Four-way handshake),也叫做改进的三次握手。
客户端或服务器均可主动发起挥手动作,在 socket 编程中,任何一方执行 close()操作即可产生挥手操作。
  • 第一次挥手(FIN=1,seq=x)

    假设客户端想要关闭连接,客户端发送一个 FIN 标志位置为1的包,表示自己已经没有数据可以发送了,但是仍然可以接受数据。

    发送完毕后,客户端进入 FIN_WAIT_1 状态。

  • 第二次挥手(ACK=1,ACKnum=x+1)

    服务器端确认客户端的 FIN 包,发送一个确认包,表明自己接受到了客户端关闭连接的请求,但还没有准备好关闭连接。

    发送完毕后,服务器端进入 CLOSE_WAIT 状态,客户端接收到这个确认包之后,进入 FIN_WAIT_2 状态,等待服务器端关闭连接。

  • 第三次挥手(FIN=1,seq=y)

    服务器端准备好关闭连接时,向客户端发送结束连接请求,FIN 置为1。

    发送完毕后,服务器端进入 LAST_ACK 状态,等待来自客户端的最后一个ACK。

  • 第四次挥手(ACK=1,ACKnum=y+1)

    客户端接收到来自服务器端的关闭请求,发送一个确认包,并进入 TIME_WAIT状态,等待可能出现的要求重传的 ACK 包。

    服务器端接收到这个确认包之后,关闭连接,进入 CLOSED 状态。

    客户端等待了某个固定时间(两个最大段生命周期,2MSL,2 Maximum Segment Lifetime)之后,没有收到服务器端的 ACK ,
    认为服务器端已经正常关闭连接,于是自己也关闭连接,进入 CLOSED 状态。

三次握手与四次挥手区别

  三次握手把一个回复和请求连接的两条信息合并成一条了 由于一方断开连接之后,可能另一方还有数据没有传递完,
所以不能立即断开 所以挥手的时候不能合并信息。 

示意图

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作 者:郭楷丰
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自 勉:生活,需要追求;梦想,需要坚持;生命,需要珍惜;但人生的路上,更需要坚强。带着感恩的心启程,学会爱,爱父母,爱自己,爱朋友,爱他人。
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