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| 导读 | Transmission Control Protocol/Internet Protocol 的简写，中译名为传输控制协议 / 因特网互联协议，又名网络通讯协议，是 Internet 最基本的协议、Internet 国际互联网络的基础，由网络层的 IP 协议和传输层的 TCP 协议组成。TCP/IP 定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。协议采用了 4 层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的协议来完成自己的需求。 |
和女朋友异地恋一年多，为了保持感情我提议每天晚上视频聊天一次。
从好上开始，到现在，一年多也算坚持下来了。
问题
有时候聊天的过程中，我的网络或者她的网络可能会不好，视频就会卡住，听不到对方的声音，过一会儿之后才会恢复。
中间双方可能就要不断的确认网络是否恢复，但是有时候会：
她：“你可以听到了吗？”
我：“可以了，你呢？”、
她：“喂喂，你可以听到了吗？”
我：“可以了，我可以听到了，你呢？”
她：“你可以听到了吗？”
…..
这种情况很蛋疼，那么怎样才能找一个简单的办法，让两个人都确认自己可以听到对方的声音，对方也可以听到自己的声音呢？
注：以下情节纯属虚构
TCP 建立连接为什么是三次握手，而不是两次或四次？
TCP，名为传输控制协议，是一种可靠的传输层协议，IP 协议号为 6。
顺便说一句，原则上任何数据传输都无法确保绝对可靠，三次握手只是确保可靠的基本需要。
举个日常例子，打电话时我们对话如下：
对应为客户端与服务器之间的通信：
于是有了如下对话：
我：1+ 1 等于几？
她：2,2+ 2 等于几？
我：4
首先两个人约定协议
1. 感觉网络情况不对的时候，任何一方都可以发起询问
2. 任何情况下，若发起询问后 5 秒还没收到回复，则认为网络不通
3. 网络不通的情况下等 1min 路由器之后再发起询问
对于我而言，发起“1+ 1 等于几”的询问后
1. 若 5s 内没有收到回复，则认为网络不通
2. 若收到回复，则我确认①我能听到她的消息 ②她能听到我的消息，然后回复她的问题的答案
对于她而言，当感觉网络情况不对的时候
1. 若没有收到我的询问，则她发起询问
2. 若收到“1+ 1 等于几”，则她确认 ①她可以听到我的消息，然后回复我的问题的答案和她的问题“2，2+ 2 等于几”
3. 若 5s 内没有收到我的回复“4”，则她确认 ②我听不见她的消息
4. 若 5s 内收到了我的回复“4”，则她确认 ②我可以听见她的消息
这样，如果上面的对话得以完成，就证明双方都可以确认自己可以听到对方的声音，对方也可以听到自己的声音！
这个故事可以解释 TCP 为什么要三次握手吗 … 囧
先由客户端向服务器端发送一个 FIN，请求关闭数据传输。
当服务器接收到客户端的 FIN 时，向客户端发送一个 ACK，其中 ack 的值等于 FIN+SEQ
然后服务器向客户端发送一个 FIN，告诉客户端应用程序关闭。
当客户端收到服务器端的 FIN 是，回复一个 ACK 给服务器端。其中 ack 的值等于 FIN+SEQ
确保数据能够完整传输。
当被动方收到主动方的 FIN 报文通知时，它仅仅表示主动方没有数据再发送给被动方了。
但未必被动方所有的数据都完整的发送给了主动方，所以被动方不会马上关闭 SOCKET, 它可能还需要发送一些数据给主动方后，
再发送 FIN 报文给主动方，告诉主动方同意关闭连接，所以这里的 ACK 报文和 FIN 报文多数情况下都是分开发送的。
TCP 报文格式图：
上图中有几个字段需要重点介绍下：
（1）序号：Seq 序号，占 32 位，用来标识从 TCP 源端向目的端发送的字节流，发起方发送数据时对此进行标记。
（2）确认序号：Ack 序号，占 32 位，只有 ACK 标志位为 1 时，确认序号字段才有效，Ack=Seq+1。
（3）标志位：共 6 个，即 URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN 等，具体含义如下：
（A）URG：紧急指针（urgent pointer）有效。
（B）ACK：确认序号有效。
（C）PSH：接收方应该尽快将这个报文交给应用层。
（D）RST：重置连接。
（E）SYN：发起一个新连接。
（F）FIN：释放一个连接。
需要注意的是：
（A）不要将确认序号 Ack 与标志位中的 ACK 搞混了。
（B）确认方 Ack= 发起方 Req+1，两端配对。
TCP(Transmission Control Protocol) 传输控制协议
TCP 是主机对主机层的传输控制协议，提供可靠的连接服务，采用三次握手确认建立一个连接
位码即 tcp 标志位, 有 6 种标示:
SYN(synchronous 建立联机)
ACK(acknowledgement 确认)
PSH(push 传送)
FIN(finish 结束)
RST(reset 重置)
URG(urgent 紧急)
Sequence number(顺序号码)
Acknowledge number(确认号码)
establish 建立，创建
所谓三次握手（Three-Way Handshake）即建立 TCP 连接，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，整个流程如下图所示：
（1）第一次握手：Client 将标志位 SYN 置为 1，随机产生一个值 seq=J，并将该数据包发送给 Server，Client 进入 SYN_SENT 状态，等待 Server 确认。
（2）第二次握手：Server 收到数据包后由标志位 SYN= 1 知道 Client 请求建立连接，Server 将标志位 SYN 和 ACK 都置为 1，ack (number)=J+1，随机产生一个值 seq=K，并将该数据包发送给 Client 以确认连接请求，Server 进入 SYN_RCVD 状态。
（3）第三次握手：Client 收到确认后，检查 ack 是否为 J +1，ACK 是否为 1，如果正确则将标志位 ACK 置为 1，ack=K+1，并将该数据包发送给 Server，Server 检查 ack 是否为 K +1，ACK 是否为 1，如果正确则连接建立成功，Client 和 Server 进入 ESTABLISHED 状态，完成三次握手，随后 Client 与 Server 之间可以开始传输数据了。
SYN 攻击：
在三次握手过程中，Server 发送 SYN-ACK 之后，收到 Client 的 ACK 之前的 TCP 连接称为半连接（half-open connect），此时 Server 处于 SYN_RCVD 状态，当收到 ACK 后，Server 转入 ESTABLISHED 状态。SYN 攻击就是 Client 在短时间内伪造大量不存在的 IP 地址，并向 Server 不断地发送 SYN 包，Server 回复确认包，并等待 Client 的确认，由于源地址是不存在的，因此，Server 需要不断重发直至超时，这些伪造的 SYN 包将长时间占用未连接队列，导致正常的 SYN 请求因为队列满而被丢弃，从而引起网络堵塞甚至系统瘫痪。SYN 攻击时一种典型的 DDOS 攻击，检测 SYN 攻击的方式非常简单，即当 Server 上有大量半连接状态且源 IP 地址是随机的，则可以断定遭到 SYN 攻击了，使用如下命令可以让之现行：
#netstat -nap | grep SYN_RECV三次握手耳熟能详，四次挥手估计就.. 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，整个流程如下图所示：
由于 TCP 连接时全双工的，因此，每个方向都必须要单独进行关闭，这一原则是当一方完成数据发送任务后，发送一个 FIN 来终止这一方向的连接，收到一个 FIN 只是意味着这一方向上没有数据流动了，即不会再收到数据了，但是在这个 TCP 连接上仍然能够发送数据，直到这一方向也发送了 FIN。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方则执行被动关闭，上图描述的即是如此。
（1）第一次挥手：Client 发送一个 FIN，用来关闭 Client 到 Server 的数据传送，Client 进入 FIN_WAIT_1 状态。
（2）第二次挥手：Server 收到 FIN 后，发送一个 ACK 给 Client，确认序号为收到序号 +1（与 SYN 相同，一个 FIN 占用一个序号），Server 进入 CLOSE_WAIT 状态。
（3）第三次挥手：Server 发送一个 FIN，用来关闭 Server 到 Client 的数据传送，Server 进入 LAST_ACK 状态。
（4）第四次挥手：Client 收到 FIN 后，Client 进入 TIME_WAIT 状态，接着发送一个 ACK 给 Server，确认序号为收到序号 +1，Server 进入 CLOSED 状态，完成四次挥手。
上面是一方主动关闭，另一方被动关闭的情况，实际中还会出现同时发起主动关闭的情况，具体流程如下图：
关于三次握手与四次挥手通常都会有典型的面试题，在此提出供有需求的同学们参考：
（1）三次握手是什么或者流程？四次握手呢？答案前面分析就是。
（2）为什么建立连接是三次握手，而关闭连接却是四次挥手呢？
这是因为服务端在 LISTEN 状态下，收到建立连接请求的 SYN 报文后，把 ACK 和 SYN 放在一个报文里发送给客户端。而关闭连接时，当收到对方的 FIN 报文时，仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据，己方也未必全部数据都发送给对方了，所以己方可以立即 close，也可以发送一些数据给对方后，再发送 FIN 报文给对方来表示同意现在关闭连接，因此，己方 ACK 和 FIN 一般都会分开发送。
