TCPIP协议中三次握手四次挥手的原理及流程分析

当初学的是通信专业，毕业以后，同学们各奔东西，去追逐⾃⼰的梦想，奔波于⼤⼤⼩⼩的⼯地之间。哈哈，开个玩笑，也有厉害的，进了某某研究所，嗯？他爸不是所长，内⼼不要太阴暗。记得有⼀门⼗分⾼⼤上的课程，名字叫做计算机⽹络（⼤概是这个名字吧）。⾥⾯有⼀个关于握⼿的概念，现在温习⼀下。先来看看原理图：

TCP是⾯向连接的，⽆论哪⼀⽅向另⼀⽅发送数据之前，都必须先在双⽅之间建⽴⼀条连接。在TCP/IP协议中，TCP 协议提供可靠的连接服务，连接是通过三次握⼿进⾏初始化的。三次握⼿的⽬的是同步连接双⽅的序列号和确认号 并交换 TCP窗⼝⼤⼩信息。

1.第⼀次握⼿：建⽴连接。客户端发送连接请求报⽂段，将SYN位置为1，Sequence Number为x;然后，客户端进⼊SYN_SEND状态，等待服务器的确认;

2.第⼆次握⼿：服务器收到SYN报⽂段。服务器收到客户端的SYN报⽂段，需要对这个SYN报⽂段进⾏确认，设置

Acknowledgment Number为x+1(Sequence Number+1);同时，⾃⼰⾃⼰还要发送SYN请求信息，将SYN位置为1，SequenceNumber为y;服务器端将上述所有信息放到⼀个报⽂段(即SYN+ACK报⽂段)中，⼀并发送给客户端，此时服务器进⼊SYN_RECV状态;

3.第三次握⼿：客户端收到服务器的SYN+ACK报⽂段。然后将Acknowledgment Number设置为y+1，向服务器发送ACK报⽂段，这个报⽂段发送完毕以后，客户端和服务器端都进⼊ESTABLISHED状态，完成TCP三次握⼿。完成了三次握⼿，客户端和服务器端就可以开始传送数据。以上就是TCP三次握⼿的总体介绍。那四次挥⼿呢?

当客户端和服务器通过三次握⼿建⽴了TCP连接以后，当数据传送完毕，肯定是要断开TCP连接的啊。那对于TCP的断开连接，这⾥就有了神秘的“四次挥⼿”。

1.第⼀次挥⼿：主机1(可以使客户端，也可以是服务器端)，设置Sequence Number和Acknowledgment Number，向主机2发送⼀个FIN报⽂段;此时，主机1进⼊FIN_WAIT_1状态;这表⽰主机1没有数据要发送给主机2了;

2.第⼆次挥⼿：主机2收到了主机1发送的FIN报⽂段，向主机1回⼀个ACK报⽂段，Acknowledgment Number为SequenceNumber加1;主机1进⼊FIN_WAIT_2状态;主机2告诉主机1，我也没有数据要发送了，可以进⾏关闭连接了;3.第三次挥⼿：主机2向主机1发送FIN报⽂段，请求关闭连接，同时主机2进⼊CLOSE_WAIT状态;

4.第四次挥⼿：主机1收到主机2发送的FIN报⽂段，向主机2发送ACK报⽂段，然后主机1进⼊TIME_WAIT状态;主机2收到主机1的ACK报⽂段以后，就关闭连接;此时，主机1等待2MSL后依然没有收到回复，则证明Server端已正常关闭，那好，主机1也可以关闭连接了。

⾄此，TCP的四次挥⼿就这么愉快的完成了。当你看到这⾥，你的脑⼦⾥会有很多的疑问，很多的不懂，感觉很凌乱;没事，我们继续总结。为什么要三次握⼿?

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。

既然总结了TCP的三次握⼿，那为什么⾮要三次呢?怎么觉得两次就可以完成了。那TCP为什么⾮要进⾏三次连接呢?在谢希仁的《计算机⽹络》中是这样说的：

为了防⽌已失效的连接请求报⽂段突然⼜传送到了服务端，因⽽产⽣错误。在书中同时举了⼀个例⼦，如下：

\"已失效的连接请求报⽂段”的产⽣在这样⼀种情况下：client发出的第⼀个连接请求报⽂段并没有丢失，⽽是在某个⽹络结点长时间的滞留了，以致延误到连接释放以后的某个时间才到达server。本来这是⼀个早已失效的报⽂段。但server收到此失效的连接请求报⽂段后，就误认为是client再次发出的⼀个新的连接请求。于是就向client发出确认报⽂段，同意建⽴连接。假设不采⽤“三次握⼿”，那么只要server

发出确认，新的连接就建⽴了。由于现在client并没有发出建⽴连接的请求，因此不会理睬server的确认，也不会向server发送数据。但server却以为新的运输连接已经建⽴，并⼀直等待client发来数据。这样，server的很多资源就⽩⽩浪费掉了。采⽤“三次握⼿”的办法可以防⽌上述现象发⽣。例如刚才那种情况，client不会向server的确认发出确认。server由于收不到确认，就知道client并没有要求建⽴连接。\"这就很明⽩了，防⽌了服务器端的⼀直等待⽽浪费资源。为什么要四次挥⼿?那四次挥⼿⼜是为何呢?

所谓四次挥⼿（Four-Way Wavehand）即终⽌TCP连接，就是指断开⼀个TCP连接时，需要客户端和服务端总共发送4个包以确认连接的断开。在socket编程中，这⼀过程由客户端或服务端任⼀⽅执⾏close来触发。

TCP协议是⼀种⾯向连接的、可靠的、基于字节流的运输层通信协议。TCP是全双⼯ 模式，这就意味着，当主机1发出FIN报⽂段时，只是表⽰主机1已经没有数据要发送了，主机1告诉主机2， 它的数据已经全部发送完毕了;但是，这个时候主机1还是可以接受来⾃主机2的数据;当主机2返回ACK报⽂ 段时，表⽰它已经知道主机1没有数据发送了，但是主机2还是可以发送数据到主机1的;当主机2也发送了FIN 报⽂段时，这个时候就表⽰主机2也没有数据要发送了，就会告诉主机1，我也没有数据要发送了，之后彼此 就会愉快的中断这次TCP连接。如果要正确的理解四次挥⼿的原理，就需要了解四次挥⼿过程中的状态变化。

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)

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)

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FINWAIT1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)CLOSED: 表⽰连接中断。总结

以上就是本⽂关于TCP/IP协议中三次握⼿四次挥⼿的原理及流程分析的全部内容，希望对⼤家有所帮助。如有不⾜之处，欢迎留⾔指出，期待您的宝贵意见。