3次握手和4次挥手

3次握手

两次握手的缺陷

举一个例子：已失效的连接请求报文段

client发送了第一个连接的请求报文，但是由于网络不好，这个请求没有立即到达服务端，而是在某个网络节点中滞留了，知道某个时间才到达server，本来这已经是一个失效的报文，但是server端接收到这个请求报文后，还是会想client发出确认的报文，表示同意连接。假如不采用三次握手，那么只要server发出确认，新的建立就连接了，但其实这个请求是失效的请求，client是不会理睬server的确认信息，也不会向服务端发送确认的请求，但是server认为新的连接已经建立起来了，并一直等待client发来数据，这样，server的很多资源就没白白浪费掉了，采用三次握手就是为了防止这种情况的发生，server会因为收不到确认的报文，就知道client并没有建立连接。这就是三次握手的作用。

！第一次握手：客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；
！第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；
！第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。

由于Tcp连接是进行全双工工作的，因此每个方向都必须单独进行关闭，这个原则是当一方完成他的数据发送的时候就发送一个FIN来终止这个方向的连接，收到这个FIN意味着这个方向上没有数据的流动，一个TCP连接在收到这个FIN之后还能发送消息，首先执行关闭的一方进行主动的关闭，而另一方进行被动的关闭。
1：TCP发送一个FIN，用来关闭客户到服务端的连接。
2：服务端收到这个FIN，他发回一个ACK，确认收到序号为收到序号+1，和SYN一样，一个FIN将占用一个序号。
3：服务端发送一个FIN到客户端，服务端关闭客户端的连接。
4：客户端发送ACK报文确认，并将确认的序号+1，这样关闭完成。

4次挥手

可能有人会有疑问，tcp我握手的时候为何ACK和SYN是一起发送。挥手的时候为什么是分开的时候发送呢，原因是TCP的全双工模式，接收到FIN意味着没有数据发送过来了，但是还可以继续发送数据。

3次握手过程的状态：

listener:
这个很好理解，就是服务端的某个socket处于监听状态，可以接收连接了。

syn_send:
当某个socket执行connect的时候，首先发送SYN报文，因此也进入了SYN_SEND状态，并等待服务端发送过来的报文，syn_send表示客户端已发送SYN报文。

syn_rcvd:
这个状态与SYN_SEND状态差不多，表示接收了SYN报文，这个状态是服务器端的socket在建立tcp连接是的三次握手中的一个中间状态，很短暂，当客户端收到ACK报文的时候，表示连接确立，进入established状态。

4次挥手的状态：

FIN_WAIT_1:
这个状态要好好解释一下，其实FIN_WAIT_1和FIN_WAIT_2状态的真正含义都是表示等待对方的FIN报文。而这两种状态的区别是：FIN_WAIT_1状态实际上是当SOCKET在ESTABLISHED状态时，它想主动关闭连接，向对方发送了FIN报文，此时该SOCKET即进入到FIN_WAIT_1状态。而当对方回应ACK报文后，则进入到FIN_WAIT_2状态，当然在实际的正常情况下，无论对方何种情况下，都应该马上回应ACK报文，所以FIN_WAIT_1状态一般是比较难见到的，而FIN_WAIT_2状态还有时常常可以用netstat看到。（主动方）

FIN_WAIT_2：上面已经详细解释了这种状态，实际上FIN_WAIT_2状态下的SOCKET，表示半连接，也即有一方要求close连接，但另外还告诉对方，我暂时还有点数据需要传送给你(ACK信息)，稍后再关闭连接。（主动方）

TIME_WAIT: 表示收到了对方的FIN报文，并发送出了ACK报文，就等2MSL后即可回到CLOSED可用状态了。如果FIN_WAIT_1状态下，收到了对方同时带FIN标志和ACK标志的报文时，可以直接进入到TIME_WAIT状态，而无须经过FIN_WAIT_2状态。（主动方）

CLOSING（比较少见）:
这种状态比较特殊，实际情况中应该是很少见，属于一种比较罕见的例外状态。正常情况下，当你发送FIN报文后，按理来说是应该先收到（或同时收到）对方的ACK报文，再收到对方的FIN报文。但是CLOSING状态表示你发送FIN报文后，并没有收到对方的ACK报文，反而却也收到了对方的FIN报文。什么情况下会出现此种情况呢？其实细想一下，也不难得出结论：那就是如果双方几乎在同时close一个SOCKET的话，那么就出现了双方同时发送FIN报文的情况，也即会出现CLOSING状态，表示双方都正在关闭SOCKET连接。

CLOSE_WAIT:
这种状态的含义其实是表示在等待关闭。怎么理解呢？当对方close一个SOCKET后发送FIN报文给自己，你系统毫无疑问地会回应一个ACK报文给对方，此时则进入到CLOSE_WAIT状态。接下来呢，实际上你真正需要考虑的事情是察看你是否还有数据发送给对方，如果没有的话，那么你也就可以close这个 SOCKET，发送FIN报文给对方，也即关闭连接。所以你在CLOSE_WAIT状态下，需要完成的事情是等待你去关闭连接。（被动方）

LAST_ACK:
这个状态还是比较容易好理解的，它是被动关闭一方在发送FIN报文后，最后等待对方的ACK报文。当收到ACK报文后，也即可以进入到CLOSED可用状态了。（被动方）