【3分钟带你学】TCP/IP三次握手和四次挥手
TCP/IP三次握手和四次挥手
三次握手
我们经常在微信或QQ上和别人聊天,
我们正常的聊天是这样的,网络通信也是如此,我们把每次发送的消息都叫做是一次握手,上面这个例子就是二次握手,建立了通信连接,接下来就可发送继续发送信息了。
但是二次握手有个问题，首先信息是通过信道（信息通道）进行传递的，但是信道并不可靠，如果网络由于网络原因，A的“在吗”这个消息被阻塞在某个节点，（这里可以脑补下，双十一买的东西，堵在路上了），然后这个阻塞的时间很长，（超出了设定的超时重发时间）,A得不到B的回应，那么A就会认为这个消息丢失了,然后重新发送“在吗”。如下图：
这次B收到这个消息，并回复“在的，你说”，然后A开始和B交流通信（吧啦吧啦说一堆），当通信结束后，那个之前被认为丢失了的消息到达了B，此时对于B而言，以为又是一个新的消息，就又给A发送了一个确认消息“在的，你说”。但是此时对于A而言，A会想：说，说你妹啊。它认为它没有给B再次发送消息，所以就不会理睬这条确认消息。但是B还在傻傻地等待着A的消息。。。。。这就很尴尬了，浪费了很多时间，时间就是生命啊！（对于服务器而言，就是CPU等资源的浪费）。为了解决这个问题就有TCP第三次握手。
A在收到B的确认消息后，又给B发了确认消息，这样经过了三次握手，客户端和服务器端都有应有答，这样就可以确保了TCP通信的正确连接。这就是TCP三次握手。
原理就是这样，而计算机如何具体实现呢？
计算机实现
第一次握手
当客户端向服务器发起连接请求时，客户端会发送同步序列标号SYN到服务器，在这里我们设SYN为m，等待服务器确认，这时客户端的状态为SYN_SENT。
第二次握手
当服务器收到客户端发送的SYN（m）后，服务器要做的是确认客户端发送过来的SYN，在这里服务器发送确认包ACK，这里的ACK为m+1，意思是说“我收到了你发送的SYN了”，同时，服务器也会向客户端发送一个SYN包，这里我们设SYN为n。这时服务器的状态为SYN_RECV。
一句话，服务器端发送SYN和ACK两个包。
第三次握手
客户端收到服务器发送的SYN（n）和ACK（m+1）包后，知道了之前的同步***m数据已经发送成功了，客户端状态变为ESTABLISH，需向服务器发送确认包ACK，“我也收到你发送的SYN了，我这就给你发个确认过去，然后我们就能开始通信了”，这里的ACK为n+1，服务器端接收到ACK后，服务器的状态变为ESTABLISH，即TCP连接成功。
在三次握手中，客户端和服务器端都发送两个包SYN和ACK，只不过服务器端的两个包是一次性发过来的，客户端的两个包是分两次发送的。
有童鞋会说，如果A发给B的确认丢了，该如何？
A会超时重传这个ACK吗？不会！TCP不会为没有数据的ACK超时重传。那该如何是好？B如果没有收到A的ACK，会超时重传自己的SYN同步信号，一直到收到A的ACK为止。
补充阅读：
第一个包，即A发给B的SYN 中途被丢，没有到达B
A会周期性超时重传，直到收到B的确认
第二个包，即B发给A的SYN +ACK 中途被丢，没有到达A
B会周期性超时重传，直到收到A的确认
第三个包，即A发给B的ACK 中途被丢，没有到达B
A发完ACK，单方面认为TCP为 Established状态，而B显然认为TCP为closed状态：
a. 假定此时双方都没有数据发送，B会周期性超时重传，直到收到A的确认，收到之后B的TCP 连接也为 Established状态，双向可以发包。
b. 假定此时A有数据发送，B收到A的 Data + ACK，自然会切换为established 状态，并接受A的 Data。
c. 假定B有数据发送，数据发送不了，会一直周期性超时重传SYN + ACK，直到收到A的确认才可以发送数据。
四次挥手
当A端和B端要断开连接时，需要四次握手，这里称为四次挥手。
断开连接请求可以由客户端发出，也可以由服务器端发出，在这里我们称A端向B端请求断开连接。
第一次挥手
A端向B端请求断开连接时会向B端发送一个带有FIN标记的报文段，这里的FIN是FINSH的意思。
第二次挥手
B端收到A发送的FIN后，B段现在可能现在还有数据没有传完，所以B端并不会马上向A端发送FIN，而是先发送一个确认序号ACK，意思是说“你发的断开连接请求我收到了，但是我现在还有数据没有发完，请稍等一下呗”。
第三次挥手
当B端的事情忙完了，那么此时B端就可以断开连接了，此时B端向A端发送FIN序号，意思是这次可以断开连接了。
第四次挥手
A端收到B端发送的FIN后，会向B端发送确认ACK，然后经过两个MSL时长后断开连接。
MSL是Maximum Segment Lifetime，最大报文段生存时间，2个MSL是报文段发送和接收的最长时间。
为什么TCP连接是三次，挥手却是四次？
在TCP连接中，服务器端的SYN和ACK向客户端发送是一次性发送的，而在断开连接的过程中，B端向A端发送的ACK和FIN是是分两次发送的。因为在B端接收到A端的FIN后，B端可能还有数据要传输，所以先发送ACK，等B端处理完自己的事情后就可以发送FIN断开连接了。
为什么在第四次挥手后会有2个MSL的延时？
前文说到
MSL是Maximum Segment Lifetime，最大报文段生存时间，2个MSL是报文段发送和接收的最长时间。假定网络不可靠，那么第四次发送的ACK可能丢失，即B端无法收到这个ACK，如果B端收不到这个确认ACK，B端会定时向A端重复发送FIN，直到B端收到A的确认ACK。所以这个2MSL就是用来处理这个可能丢失的ACK的。
本文参考:
TCP的三次握手和四次挥手
TCP 为什么是三次握手，为什么不是两次或四次？
《计算机网络》第四版