【网络原理】❤️Tcp 连接管理机制❤️ “三次握手” “四次挥手”的深度理解， 面试最热门的话题，没有之一， 保姆式教学 ！！！

本篇会加入个人的所谓鱼式疯言

❤️❤️❤️鱼式疯言:❤️❤️❤️此疯言非彼疯言

而是理解过并总结出来通俗易懂的大白话,

小编会尽可能的在每个概念后插入鱼式疯言,帮助大家理解的.

🤭🤭🤭可能说的不是那么严谨.但小编初心是能让更多人能接受我们这个概念 ！！！

引言

在数字化时代，我们几乎无时无刻不在与网络进行着无声的对话。无论是在线购物、视频会议，还是简单的网页浏览，背后都离不开一种看似简单却又极其复杂的技术------ 传输控制协议（TCP)。

它确保了数据的可靠传输，是网络通信的基石。然而，TCP连接的建立和终止过程，即所谓的 "三次握手"和"四次挥手"，却充满了技术细节和策略考量。本文将深入探讨这一过程，揭示其背后的原理和重要性，为读者提供一个全面的视角，以理解网络通信的这一核心机制。

目录

1. 三次握手和四次握手的初识

2. 三次握手

3. 四次挥手

一. 三次握手和四次挥手的初识

在Tcp 中有一种特殊的连接管理机制, 我们称之为 "三次握手， 四次挥手"

在Tcp中， 握手和挥手只是代表 连接 的含义。

上回我们说到， 对于网络上的连接来说：

连接并不是物理上的用绳子来连接。

而是 双方都保存对方 的 信息 称之为 "连接"。
双方都不保存对方 的 信息 称之为 "断开连接" 。
而 三次握手 就是 建立连接 的过程， 四次挥手 就是 断开连接 的过程。

下面跟着小编来深度学习面试常考内容------三次握手，四次挥手吧~ 💖 💖 💖 💖

二. 三次握手

1. 三次握手的流程步骤

首先，客户端向服务器发送请求： 会发送一个 Syn 的标志位 的数据报， 并设置 syn = 1 ，就是告诉服务器 这个客户端想和它进行连接。
于是， 当服务器接收到了 客户端发来是 Syn 的数据报， 就会开始 建立连接 ， 并且返回一个 应答报文 Ack 和 一个 Syn 的数据报。 发送 Ack 是代表反馈给 客户端已经接收你需要连接的请求了， 发送 Syn 是告诉客户端： 服务器也想和该客户端建立连接 。
由于这两次 Syn 和 Ack 是接收到 客户端发来的 Syn 时就会发送的， 所以 Tcp 就会把 这两次发送合并成一次发送 ， 以此提高 连接效率 。
最后当接收到对方的 Ack 就感知到了 对方已经连接好了 ，同时接收到了 Syn 并且自己也连接好就返回 Ack 给对方， 让对方也感受到 两端都连接好了 。

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补充细节：

1. 上面的栗子是客户端作为发送方， 但是在一些情况下， 服务器也可以作为发送方。

2. syn 全英文： synchronized 翻译： 同步化 ，锁 。

在 多线程 中， 是 锁 含义， 用于解决 线程安全问题 。
在 Tcp 中， 是 同步化 的含义， 小编的理解就是 ; 用于 同步连接 的消息
3. 有小伙伴问了， 如果是在 三次握手 的期间， 出现了 丢包情况 , 依然还是会进行 超时重传的 ， 仍然是可以保证三次握手的 正常进行 的。

2. 三次握手的 "三次"

有小伙伴就问了？

为啥 三次握手，不是两次握手 呢？

其实从上面的流程中， 可以看出 三次握手

第一次: 客户端 发送 Syn 的数据包来表示希望服务器进行连接, 可以认为是 连接的开始 。
第二次： 服务器返回 Ack 并且发送 Syn 希望对端连接么，可以认为是 连接的进行 。
第三次： 客户端确定接受了上述的 所有需求并完成 ，所以返回 Ack 表示 ， 可以认为的是 连接的结束 。

三者缺一不可， 一旦 缺少一步 ， 连接很有 可能会失败。

为啥是 三次握手， 不是四次握手 呢？

主要原因还是因为第二次的发送过程， 系统内核为了提升效率，就把需要反馈给 客户端的 Ack 和 发送给 客户端请求连接的 Syn 。

就好比小爱同学很懒， 有一天她在看电视， 突然觉的很渴， 但是自己又不想起来， 就等下次。 等他想上厕所了， 于是就 上完厕所顺便喝水 ， 从而 提高效率 。

就像上面

这里就可以多 减少一次发送的次数 ， 从而 加快两个端口的连接 。

3. 三次握手的优势

1. 投石问路 ， 用于保证通信链路的 完整传输

栗子说明 ：

不知道小伙伴们有没有坐过早班的 第一趟地铁 ， 是不是都是没什么人呢！

但是早班的第一趟地铁并不是第一趟的， 在第一趟之前， 还有一趟 提前开一趟空车。

开空车的原因： 用于 检查通信链路的完整 ，保证链路不出意外 ， 如果是空车还能 及时的调整 ， 如果承载有人的车就会调整就很不方便了， 以此提前的空车就起到 投石问路 的效果

2. 确定通信双方的 发送能力 和 接收能力

假设有一天我和女神 联机打游戏

首先小编作为发送方， 女神作为接收方

我： 喂，听得到吗？

当女神听到这句话，就知道了，我的麦克风和女神的耳机是没有问题的 。
然后女神就要回了， 在回我的同时也可以顺便检查女神的麦克风和我的耳机是否正常。

女神： 听的到， 你听得到我吗？

当我听到这句话了，前面的我问的是， 听得到吗？ 当她回我听得到， 说明我的麦克风和她的耳机都是没有问题的 ， 然后她再问我听得到吗？ 于是我听到了， 说明 她的麦克风和我的耳机都是没有问题的。

我说： 听得到，我们可以说话了。

最后都说明 两边的耳机和麦克风都没有问题 ， 最后我要把这个消息传送回女神， 就可以让两边都感知到 连接没有问题， 正常通信 了。

这里的 耳机 就代表 接收能力， 这里的 麦克风 就代表 发送能力。

通过上面的 三次握手 的方式， 就能形象的体现确认 发送能力和接收能力 是否 良好。

3. 防止前朝的剑斩当朝的官 即： 防止 过时数据 的传输。

这句话就是说， 防止因为中间数据包传输 停滞了很久才返回 。

上述过程就是，防止有一段 数据包 在 中途迷路 了， 当经过一段期间，
在此的期间，就会出现了 两台主机的断连 ， 又出现了 两台主机重新连接 ， 但是很有 可能在不同的应用程序 上运行了。
而在三次握手期间，每一次连接都会更新不同的 数据序号包 ， 只需要比对 发送过来的数据序号包 和 当前端口的序号 差异是不是很大， 如果很大的话 ， 就说明是 前朝 的数据， 就进行 直接丢弃。

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补充说明：

对于上面提及的 序列号， 并不是说都是从 1 开始的, 而是 每次连接 都是会设置 不同的序列号 ， 以此来 防止过时数据 的发送。

三. 四次挥手

1. 四次挥手的流程步骤

我们知道四次挥手的过程其实就是 关闭连接 的过程

我们假设主动断开连接的一方为 客户端 , 被动断开连接的一方为 服务器。

首先： 由客户端 先设置 fin 的标志位为 1 ， 并发送 给服务器， 希望服务器断开连接。

然后服务器接受到了 客户端 fin 的标志位为 1 的报文， 于是就触发了 ack 返回给客户端以确认 fin 的发送。

随后服务器也发送一个 fin 以此来表示 服务器也 希望客户端同时也关闭连接。

最后 客户端接收到了 ， 也返回一个带有 ack 的报文。

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服务器和客户端都有可能成为 主动发送到一方 或者 被动发送的一方 。

2. 四次挥手的 "四次"

有小伙伴问了， 为啥这次偏偏是四次挥手呢？

其实在断开连接的过程中， fin 与 ack 不同的是

ack 是 系统内核 去调度的， 当有一端 有报文发送时 ， 就会触发 ack 报文的返回给发送的那一方。
而 fin 是 应用程序 调度的， 只有当 程序执行到 close（） 方法/ 进程结束时 ， 才会发送 fin 。
上次的调用过程是不一样的， 所以触发的时间是很有可能不相同， 很有可能被动关闭的一方先接收到 fin 就直接返回ack ， 而程序需要执行多行代码， 才会执行到 close（） ， 才会发送 fin 。

所以两者一般情况下是不能合并的 ， 所以才有 中间两次的发送 。

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一般情况下不能合并， 并不是说一定不能合并 ， 在一些特殊的协议中就更有可能出现 三次挥手 的情况。

3. 连接的不同状态

在不同连接的状态下， Tcp也会呈现的不同状态。 用于确保 建立连接 和 关闭连接 的可靠。

下面小编重要是介绍以下几个状态： ESTABLISHED , CLOSE_WAIT , TIME_WAIT 。

<1>. ESTABLISHED

这是两端都 都建立好了连接 ， 可以进行业务上的 正常通信 的状态。

也就相当于双方都接通好了电话 ， 可以 正常打电话 的状态。

<2>. CLOSE_WAIT

这是 被动关闭连接的一端 ， 就会进入这个状态， 接收到 fin 之后， 等待代码执行到 close 方法。

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如果发送 服务器这端 出现了大量的 CLOSE_WAIT 的状态， 就表示代码 执行不到 close 方法 ， 就说明服务器这端代码出现了 BUG 了。

<3>. TIME_WAIT

这是 主动关闭连接的一端 ， 就会进入这个状态， 就进入 等待系统设置好的一段时间 , 延迟过了 系统设置好的时间 才执行 close 方法 。

之所以设置一个等待的时间， 就是为了防止返回到 ack 丢包 , 如果一旦 ack 丢包 ， 当 主动断开连接的一方 就会在系统设置好的一定时间里等待 ， 对端就会进行 重传操作 ，重新发送 fin ， 就需要主动断开连接的一方 重新发送 ack 。
对于能不能重新发送ack 的前提是， 这端是还没断开连接的， 所以主动连接的一方就需要在一定时间内等待， 保证 连接断开的完整性 。

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一般而言 ：

设置的等待时间为： 2*MSL

MSL 即为 数据包在网络通路传递过程中所需要消耗的最大时间 ， 所以 2 倍的MSL 是可以检查 ack 是否被接收的。

总结

• 三次握手和四次挥手的初识： 三次握手是 建立连接 的过程， 四次挥手是 断开连接 的过程, 连接就是通信双方保存对方的信息的过程的理解。

• 三次握手： 三次握手的过程， 以及三次握手为何是三次， 和它的优势： 投石问路 ， 确定通信双方接收和发送的能力 ， 防止前朝的剑斩当朝的官。

• 四次挥手： 四次挥手的过程， 已经四次挥手为何是四次， 最后就是 断开连接前后过程中 的不同的状态表示。

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