三次握手

三次握手形象版，快速理解

deepseek 的象形比喻：三次握手建立連接就像打電話一樣：
(1) A 打給 B，“喂， 你能聽到我說話嗎？”
(2) B 回答 A，“嗯，可以聽到，你能聽到我說話嗎？”
(3) A 回答 B，“沒問題，可以聽到，我們開始聊天吧！”
客戶端請求服務器的過程，可以將 A 當作客戶端，B 當作服務器，它們進行“握手”的目的是證明自己的接收能力和發送能力都是正常的。
第一次握手，客戶端向服務器發送消息，服務器收到消息后，服務器知道了：客戶端的發送能力和服務器的接收能力沒問題
第二次握手，服務器向客戶端發送消息，客戶端收到消息后，客戶端知道了：客戶端的發送能力、服務器的接收能力、服務器的發送能力、客戶端的接收能力都是沒問題的。但此時服務器不知道自己的發送能力和客戶端的接收能力是否正常
第三次握手，客戶端向服務器發送消息，服務器收到消息后，服務器就知道：自己的發送能力和客戶端的接收能力也沒問題（在第一次握手的時候，服務器已經知道了自己的接收能力和客戶端的發送能力沒問題）
三次握手結束，客戶端和服務器建立連接成功！

三次握手詳細過程

在 Tcp 報文頭部，有下面幾個比較關鍵的字段：
SYN：同步序列號，是一個控制位，當它為 1 時，表示這是一個用于建立連接的報文
ACK：也是一個控制位，當它位 1 時，表示報文中的ack字段是有效的，除了第一個 SYN 包，后續所有 ACK 位都必須是 1
seq：序列號，標識本報文所發送數據的第一個字節的編號（TCP 是可靠傳輸，每個字節都有編號，確保數據有效不丟失）
ack：確認號，期望收到對方下一個報文段的第一個數據字節的序列號，同時表示ack-1之前的所有數據都已正確收到
第一步，客戶端發送 SYN： 設置 SYN 標識位為1，并隨機生成一個初始序列號 x，放在 seq 字段里（服務器你好，我想和你建立連接，我數據的初始序列號為 x）
第二步，服務器回復 SYN-ACK： 服務器收到報文后，同意建立連接，于是回復一個報文，SYN-ACK 包，這個包將 TCP 標志位的 SYN 和 ACK 都設置為 1，同時，服務器也隨機生成自己的初始序列號 y，放在 seq 字段里，同時需要確認客戶端的 SYN 包。確認方法：將客戶端發來的序列號 x 加 1 作為 ack 的值發回去（客戶端你好，我同意建立連接，我數據的初始序列號是 y，并且我已經收到你的序列號 x，接下來期望從你的第 x+1 個字節的數據開始接收）
第三步，客戶端發送 ACK： 客戶端收到服務器的 SYN-ACK 包后，連接基本已經建立，客戶端需要發送最后一個確認包，將 ACK 標志位設置為1，seq 字段此時變為了 x+1，因為第一步的 SYN 包會消耗一個字節，同時，客戶端需要確認服務器的消息，因此，將 ack 字段設置為 y+1 發送回去（服務器，我已收到你的確認，接下來建立連接吧！接下來，客戶端發送的數據將從 x+1 開始，并且期望服務器從第 y+1 個字節的序列開始接收）

注意：x 和 y 都是隨機生成的，因此 x+1 和 y+1 只是一個象征性的編號，意思是將客戶端發送數據的起始位置命名為編號 x+1，服務器要發送的數據起始位置命名為編號 y+1。

三次握手之后，客戶端和服務端都會進入 ESTABLISHED 狀態

四次揮手

四次揮手象形理解

A 和 B 打電話，要禮貌的結束通話
(1) A 對 B 說，“我沒什么要說的了，我要掛了”(客戶端發送消息通知服務器，我的消息發送完了，準備斷開連接了)
(2) B 回答 A，“ok 我知道你說完了，但是稍等，我還有話要說”（服務器收到客戶端要結束連接的請求，但服務器的消息還沒有發送完，此時客戶端——>服務器的通道關閉，客戶端不能再給服務器發消息，但是服務器依然可以給客戶端發）
(3) B 對 A 說，“好了，我說完了，我要掛了！”（服務器消息發送完畢）
(4) A 對 B 說，“好的，我們掛了吧。”（雙方通道全部關閉）

四次揮手詳細過程

第一步，客戶端發送 FIN： 將 FIN 標志位設置位 1，這是連接結束的信號，報文中的 seq 字段為 u，u 表示客戶端已發送的數據最后一個字節的序列號加 1，客戶端進入 FIN-WAIT-1 狀態（客戶端對服務器說，我沒數據給你了，我要關閉我到你那邊的發送通道了）
第二步，服務器回復 ACK： 服務器收到 FIN 包后，發送一個確認包，ACK 的標志位設為 1，將客戶端發來的序列號加1，即將 ack 的值設置為 u+1，并發送回去，此時，客戶端進入 CLOSE-WAIT狀態，因為客戶端->服務器關閉，但服務器->客戶端未關閉，此時，服務器進入半關閉Half-Colse狀態 （服務器確認客戶端即將關閉連接通道，進入半關閉狀態）
第三步，服務器發送 FIN： 服務器向客戶端發送完消息了，也準備關閉連接。將 FIN 和 ACK 字段都設置為 1，seq 字段設置為 w，w 是服務器之前已經最后一個字節的序列號 + 1，ack 字段依然是 u+1，服務器進入LAST-ACK狀態（服務器發送完消息，通知客戶端，即將關閉發送通道）
第四步，客戶端回復 ACK： 客戶端收到服務器 FIN 包后，知道服務器發送完了，于是向服務器發送最后一個確認包，ACK 標志位設為1，將 ack 設置為服務器發來的序列號 w 加1，即 ack = w+1，客戶端進入 TIME-WAIT狀態，時間為2MSL（兩倍的最大報文段生存時間）當 TIME-WAIT 狀態結束后，變為 CLOSED，服務器收到這個 ACK 包后，釋放資源，狀態變為 CLOSED。如果服務器沒有收到 ACK，它就會再次發送 FIN，此時處于 TIME-WAIT 狀態的客戶端還能再次發送 ACK，這就是 TIME-WAIT 狀態存在的意義！

為什么不是三次揮手？
因為TCP是全雙工的，允許在兩個方向上獨立傳輸，所以 TCP 可以半關閉，需要耗費一個來回