TCP/IP三次握手与四次挥手

TCP/IP三次握手与四次挥手

（1）TCP和UDP对比

1、TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）。UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接；

2、TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达（进行丢包的重发控制，还可以对次序乱掉的分包进行顺序控　   制），UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付；

3、TCP面向字节流。实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流，UDP是面向报文的；

4、TCP有拥塞控制。UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等）；

5、TCP首部开销20字节，UDP的首部开销小，只有8个字节；

6、TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP则是不可靠信道；

7、TCP连接只能是点到点的，UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信。

（2）TCP报文格式

  （1）序号：Seq序号，占32位，用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流，发起方发送数据时对此进行标记。   （2）确认序号：Ack序号，占32位，只有ACK标志位为1时，确认序号字段才有效，Ack=Seq+1。   （3）标志位：共6个，即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等，具体含义如下：                 （A）URG：紧急指针（urgent pointer）有效。                 （B）ACK：确认序号有效。                 （C）PSH：接收方应该尽快将这个报文交给应用层。                 （D）RST：重置连接。                 （E）SYN：在连接建立时对序号进行同步。                 （F）FIN：终止连接连接。

 确认方Ack=发起方Req+1

（3）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，整个流程如下图所示：

（1）第一次握手：

　　　　Client将标志位SYN置为1，随机产生一个值seq=J，并将该数据包发送给Server，Client进入SYN_SENT状态，等待Server确认； （2）第二次握手：

　　　　Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接，Server将标志位SYN和ACK都置为1，ack=J+1，随机产生一个值seq=K，并将该数据包发送给Client以确认连接请求，Server进入SYN_RCVD状态； （3）第三次握手：

　　　　Client收到确认后，检查ack是否为J+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=K+1，并将该数据包发送给Server，Server检查ack是否为K+1，ACK是否为1，如果正确则连接建立成功，Client和Server进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后Client与Server之间可以开始传输数据了。

（4）四次挥手

由于TCP连接时全双工的，因此，每个方向都必须要单独进行关闭，这一原则是当一方完成数据发送任务后，发送一个FIN来终止这一方向的连接，收到一个FIN只是意味着这一方向上没有数据流动了，即不会再收到数据了，但是在这个TCP连接上仍然能够发送数据，直到这一方向也发送了FIN。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方则执行被动关闭，上图描述的即是如此。 （1）第一次挥手：

　　　　Client发送一个FIN，用来关闭Client到Server的数据传送，Client进入FIN_WAIT_1状态； （2）第二次挥手：

　　　　Server收到FIN后，发送一个ACK给Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号），Server进入CLOSE_WAIT状态； （3）第三次挥手：

　　　　Server发送一个FIN，用来关闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK状态； （4）第四次挥手：

　　　　Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给Server，确认序号为收到序号+1，Server进入CLOSED状态，完成四次挥手。