什么是TCP三次握手和四次挥手【重点学习系列---干货十足--一文详解】
引言
本文将会从一个爱情的故事开始，着力从什么是三次握手、为什么是三次而不是俩次或者四次、TCP关闭的过程、为什么要四次挥手、而不是三次、为什么最后是2MSL、什么是2MSL这些问题展开分析，详解，让你一文弄懂三次握手、四次挥手。
谈谈我对TCP三次握手和四次挥手的理解
开局一张图，内容全靠编，图来 ↘
小爱同学（故事来喽）ʚ ɞ：
- Jack：我要挂了哦
- Rose：等哈，我还要敷面膜
- Rose：我敷完了，现在可以挂了
- Jack：我舍不得挂，你挂吧
- Rose：好吧，我挂了
- Jack：等了2MSL听见嘟嘟嘟的声音后挂断
一、三次握手讲解
三次握手之所以是三次，是为了保证client和server均让对方知道自己的接收和发送能力没问题而保证的最小的次数。
- 第一次client => server 只能server判断出client具备发送能力
- 客户端发给服务器，发了一个字段叫syn后面会带一个标志位可能是1、2、3。
- 比如我建立一个TCP连接，syn=1。如果我又建立了第二个TCP连接，syn=2,这个值是唯一得值，其代表我当前次TCP连接。
- 服务器由这个syn值知道客户端要求联机。（客户端：我要连接你）
- 第二次 server => client client就可以判断出server具备发送和接受能力。
- 服务端收到联机请求后要求确认信息，向客户端发送了一个字段（ack+syn(这个是客户端发来的字段----联机信息)）。
- 此时客户端就知道服务器已经充分做好了准备，可以联机了。（服务端，我已就位，你来连吧）
- 第三次：此时client还需让server知道自己接收能力没问题于是就有了第三次 第三次 client => server 双方均保证了自己的接收和发送能力没有问题
- 只有一次的话，客户端准备好了告诉服务端我要发请求了，只是代表客户端准备好了，但是服务端一定准备好了吗？不一定，因为每个服务器都要最大请求处理次数，当其到达最大次数，就没有办法处理了，所以一定要服务期准备好。
- 所以有了第二次，当服务器准备好了就要告诉客户端，ask+syn就是告诉客户端我已准备好，这样的话不就需要俩次吗？为什么要有三次呢？
- 举个例子，加入服务器告诉了客户端我已准备好，客户端知道了，万一客户端想约会去了，给溜了怎么办，服务器还在那里苦苦的、痴情的等待着，这这样子肯定不行啊，这种会造成服务器的资源大大的浪费。
- 所以服务器会等客户端再次确认是没有问题的，服务器才会真正的建立联系，如果客户端没有确认，那么服务器就认为客户端没有准备好，是不会和他建立联系的。
其中，为了保证后续的握手是为了应答上一个握手，每次握手都会带一个标识 syn，后续的ACK都会对这个syn进行加一来进行确认。
二、为什么http建立连接需要三次握手，不是两次或四次?
- 三次是最少的安全次数，确保双方都准备充分，不会存在任何一方突然断开连接。
- 两次不安全，四次浪费资源；
三、什么是四次挥手？
四次挥手
- 第一次挥手：浏览器发送给服务器，告诉服务器请求报文发送完毕
- 第二次挥手：服务器发送给浏览器，告诉浏览器请求报文接受完毕，可以等待断开
- 第三次挥手：服务器发送给浏览器，告诉浏览器响应报文发送完毕
- 第四次挥手：浏览器发送给服务器，告诉服务器响应报文接受完毕，可以断开连接
- 最后服务器断开连接，浏览器断开连接
四次挥手详细过程（TCP关闭连接过程）☛结合开局图解
- Client向Server发送FIN包，表示Client主动要关闭连接，然后进入FIN_WAIT_1状态，等待Server返回ACK包。此后Client不能再向Server发送数据，但能读取数据。
- Server收到FIN包后向Client发送ACK包，然后进入CLOSE_WAIT状态，此后Server不能再读取数据，但可以继续向Client发送数据。
- Client收到Server返回的ACK包后进入FIN_WAIT_2状态，等待Server发送FIN包。
- Server完成数据的发送后，将FIN包发送给Client，然后进入LAST_ACK状态，等待Client返回ACK包，此后Server既不能读取数据，也不能发送数据。
- Client收到FIN包后向Server发送ACK包，然后进入TIME_WAIT状态，接着等待足够长的时间（2MSL）以确保Server接收到ACK包，最后回到CLOSED状态，释放网络资源。
- Server收到Client返回的ACK包后便回到CLOSED状态，释放网络资源。
四、为什么要四次挥手？
☞四次挥手的目的：为了断开连接
- 发送请求断开需要俩次挥手：浏览器讲请求报文发送给服务器
- 返回响应断开需要俩次挥手：服务器将响应报文发送给浏览器
☞什么是全双工信道？
- TCP是全双工信道，就是客户端与服务端建立两条通道。
- 通道1:客户端的输出连接服务端的输入；
- 通道2:客户端的输入连接服务端的输出。
- 两个通道可以同时工作：客户端向服务端发送信号的同时服务端也可以向客户端发送信号。所以关闭双通道的时候就是这样：
客户端：我要关闭输入通道了。 服务端：好的，你关闭吧，我这边也关闭这个通道。
服务端：我也要关闭输入通道了。 客户端：好的你关闭吧，我也把这个通道关闭。
☞问题： 4次挥手中，如果没有（稍等，还有最后一个包），那是不是就是三次挥手？
由于TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭，所以即使没有最后一个包，也需要先回复断开连接的请求，然后再发送关闭请求
五、什么是 MSL、 为什么是2MSL
-
Maximum Segment Lifetime，译为“报文最大生存时间”。RFC 793中规定MSL为2分钟，实际应用中常用的是30秒，1分钟和2分钟等 -
2MSL即两倍的MSL，TCP的TIME_WAIT状态也称为2MSL等待状态
-
当TCP的一端发起主动关闭，在发出最后一个ACK包后，即第3次握手完成后发送了第四次握手的ACK包后就进入了
TIME_WAIT状态，必须在此状态上停留两倍的MSL时间。 -
等待2MSL时间主要目的是怕最后一个ACK包对方没收到，那么对方在超时后将重发第三次握手的FIN包，主动关闭端接到重发的FIN包后可以再发一个ACK应答包。
-
在
TIME_WAIT状态时两端的端口不能使用，要等到2MSL时间结束才可继续使用。 当连接处于2MSL等待阶段时任何迟到的报文段都将被丢弃。不过在实际应用中可以通过设置SO_REUSEADDR选项达到不必等待2MSL时间结束再使用此端口。
六、总结
- 总体来说，TCP三次握手、四次挥手算是明白了，但是如果深究背后的原理，还是会牵扯出来很多的知识点，比如几层http协议、请求报文、响应报文、HTTP缓存机制与原理等，后续再逐一详解吧。
- 愿你在这个代码繁杂、头发渐秃的编码世界里，可以温暖自己，坚持学习。
使人疲惫的不是远方的高山，而是鞋子里的一粒沙子。——伏尔泰
『传送门』☛HTTP缓存机制与原理详解