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三次握手四次挥手

news 2025/8/20 9:46:56

文章目录

- - 三次握手与四次挥手详解
  - - 一、三次握手（建立TCP连接）
    - 二、四次挥手（关闭TCP连接）
    - 总结

三次握手与四次挥手详解

在TCP/IP协议中，TCP（传输控制协议） 是一种面向连接、可靠的传输层协议。为了实现可靠通信，TCP在建立连接时需要“三次握手”，关闭连接时需要“四次挥手”。以下是详细说明：

一、三次握手（建立TCP连接）

三次握手的目的是同步通信双方的序列号和确认号，并交换TCP窗口大小等信息，最终建立可靠的连接。过程如下：

第一次握手（客户端 → 服务器）
- 客户端主动发起连接，发送SYN报文（同步序列编号）。
- 报文内容：SYN=1（表示这是一个连接请求），初始序列号seq=x（客户端随机生成的起始序号）。
- 此时客户端状态：SYN_SENT（等待服务器确认）。
第二次握手（服务器 → 客户端）
- 服务器收到SYN报文后，同意建立连接，发送SYN+ACK报文。
- 报文内容：SYN=1（服务器也发起同步），ACK=1（确认客户端的请求），确认号ack=x+1（表示已收到客户端的seq=x，下一次期望收到x+1），服务器初始序列号seq=y（服务器随机生成的起始序号）。
- 此时服务器状态：SYN_RCVD（等待客户端确认）。
第三次握手（客户端 → 服务器）
- 客户端收到SYN+ACK报文后，发送ACK报文确认。
- 报文内容：ACK=1，确认号ack=y+1（表示已收到服务器的seq=y，下一次期望收到y+1），客户端序列号seq=x+1（基于第一次握手的x递增）。
- 此时客户端状态：ESTABLISHED（连接建立）。
- 服务器收到ACK报文后，状态也变为ESTABLISHED，双方开始传输数据。

为什么需要三次握手？

核心是防止失效的连接请求报文被服务器接收，导致错误连接。例如：客户端发送的连接请求因网络延迟滞留，超时后客户端重新发送请求并建立连接；若滞留的请求随后到达服务器，服务器会误认为是新请求并回复，但客户端已忽略，此时服务器会一直等待客户端确认，造成资源浪费。
三次握手通过客户端的最后一次确认，确保双方都明确“对方已准备好连接”，避免上述问题。

二、四次挥手（关闭TCP连接）

TCP连接是全双工的（双方可同时发送数据），关闭连接时需双方分别终止各自的发送通道，因此需要四次挥手。过程如下：

第一次挥手（主动关闭方 → 被动关闭方）
- 假设客户端主动关闭连接，发送FIN报文（结束标志）。
- 报文内容：FIN=1，序列号seq=u（客户端当前的序列号，基于之前传输的数据递增）。
- 此时客户端状态：FIN_WAIT_1（等待对方确认）。
第二次挥手（被动关闭方 → 主动关闭方）
- 服务器收到FIN报文后，发送ACK报文确认。
- 报文内容：ACK=1，确认号ack=u+1（表示已收到客户端的关闭请求），服务器序列号seq=v（服务器当前的序列号）。
- 此时服务器状态：CLOSE_WAIT（等待自身数据发送完毕），客户端状态：FIN_WAIT_2（等待服务器的关闭请求）。
- 注意：此时服务器仍可向客户端发送数据，客户端需继续接收。
第三次挥手（被动关闭方 → 主动关闭方）
- 服务器完成所有数据发送后，发送FIN报文，表示自己也准备关闭连接。
- 报文内容：FIN=1，ACK=1，序列号seq=w（服务器最后的序列号），确认号ack=u+1（重复确认，确保客户端知晓）。
- 此时服务器状态：LAST_ACK（等待客户端确认）。
第四次挥手（主动关闭方 → 被动关闭方）
- 客户端收到FIN报文后，发送ACK报文确认。
- 报文内容：ACK=1，确认号ack=w+1（表示已收到服务器的关闭请求），客户端序列号seq=u+1。
- 此时客户端状态：TIME_WAIT（等待一段时间，确保服务器收到确认），服务器收到ACK后状态变为CLOSED。
- 客户端在TIME_WAIT（通常为2倍报文最大生存时间，约1-4分钟）后，状态变为CLOSED，连接彻底关闭。

为什么需要四次挥手？

因TCP是全双工通信，双方需分别关闭各自的发送通道。服务器收到客户端的FIN后，可能还有未发送完的数据，因此先回复ACK确认“已收到关闭请求”，待数据发送完毕后，再发送FIN告知“我方也关闭”，因此需要四次交互。
TIME_WAIT的作用：防止最后一次ACK报文丢失（若服务器未收到ACK，会重发FIN，客户端可在TIME_WAIT内重传ACK）；确保网络中滞留的报文已失效，避免新连接受到旧报文干扰。