TCP协议

介绍

• TCP(Transmission Control Protocol),传输控制协议

• 是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议

• TCP是因特网中的传输层协议，使用三次握手协议建立连接。当主动方发出SYN连接请求后，等待对方回答SYN+ACK，并最终对对方的 SYN 执行 ACK 确认。这种建立连接的方法可以防止产生错误的连接，TCP使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。

• 通过序列号与确认应答提高可靠性；

三次握手

• 是指建立一个 TCP 连接时，需要客户端和服务器总共发送3个包。

• 标志位

1. SYN(synchronous)： 发送/同步标志，用来建立连接，和下面的第二个标志位ACK搭配使用。连接开始时，SYN=1，ACK=0，代表连接开始但是未获得响应。当连接被响应的时候，标志位会发生变化，其中ACK会置为1，代表确认收到连接请求，此时的标志位变成了 SYN=1，ACK=1。
2. ACK(acknowledgement)：确认标志，表示确认收到请求。
3. PSH(push) ：表示推送操作，就是指数据包到达接收端以后，不对其进行队列处理，而是尽可能的将数据交给应用程序处理；
4. FIN(finish)：结束标志，用于结束一个TCP会话；
5. RST(reset)：重置复位标志，用于复位对应的TCP连接。
6. URG(urgent)：紧急标志，用于保证TCP连接不被中断，并且督促中间层设备尽快处理。

• 序号

1. seq 顺序号 Sequence number
2. ack 确认号 Acknowledge number， 响应前面的seq，值为seq+1，

• 握手过程

1. 第一次握手：客户端将标志位 SYN 置为1，随机产生一个值 seq=s ，并将该数据包发送给服务端，客户端进入 SYN_SENT 状态，等待服务端确认。
2. 第二次握手：服务端收到数据包后由标志位 SYN=1 知道客户端请求建立连接，服务端将标志位 SYN 和 ACK 都置为1，ack=s+1，随机产生一个值 seq=k ，并将该数据包发送给客户端以确认连接请求，服务端进入 SYN_RCVD 状态。
3. 第三次握手：客户端收到确认后，检查ack值是否为s+1，ACK标志位是否为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服务端，服务端检查ack值是否为k+1，ACK标志位是否为1，如果正确则连接建立成功，客户端和服务端进入 ESTABLISHED 状态，完成三次握手。

四次挥手

• 是指 断开一个TCP连接

• 需要客户端和服务端总共发送4个包以确认连接的断开。

• 断开过程

1. 第一次挥手：客户端发送一个 FIN ，用来关闭客户端到服务端的数据传送，客户端进入 FIN_WAIT_1 状态。
2. 第二次挥手：服务端收到 FIN 后，发送一个 ACK 给客户端，确认序号为收到序号+1，服务端进入 CLOSE_WAIT 状态。
3. 第三次挥手：服务端发送一个 FIN ，用来关闭服务端到客户端的数据传送，服务端进入 LAST_ACK 状态。
4. 第四次挥手：客户端收到 FIN 后，客户端进入 TIME_WAIT 状态，接着发送一个 ACK 给服务端，确认序号为收到序号+1，服务端进入 CLOSED 状态，完成四次挥手。

Why 3 vs 4

1. 客户端发起关闭连接的请求时，发出的FIN，仅代表客户端没有需要发送给服务器端的数据了。
2. 如果服务器端如果仍有数据需要发送给客户端的话，响应报文ACK和结束报文FIN则就不能同时发送给客户端了。
   1. 服务器端会先返回一个响应报文，代表接收到了客户端发出的FIN请求
   2. 数据传输完了之后，再发出FIN请求，表示服务器端已经准备好断开连接了。

参考

三次握手和四次挥手以及TCP标志位的详细介绍
TCP协议