TCP三次握手、四次挥手

TCP三次握手用于建立连接，确保双方收发能力正常；四次挥手用于终止连接，确保数据完整传输。 以下是具体过程及关键细节：

TCP三次握手

核心目的：建立客户端与服务器之间的可靠连接，验证双方发送与接收能力是否正常。

初始状态：客户端与服务器均处于CLOSED状态。服务器主动监听端口，进入LISTEN状态；客户端发起连接请求。
步骤1：客户端发送SYN报文客户端创建传输控制块（TCB），发送SYN=1的报文，初始序列号seq=x，进入SYN-SENT状态。
关键点：SYN报文不携带数据，但消耗一个序号。
步骤2：服务器响应SYN+ACK报文服务器收到SYN后，若同意连接，发送SYN=1、ACK=1的报文，确认号ack=x+1，自身序列号seq=y，进入SYN-RCVD状态。
关键点：此报文同样不携带数据，但消耗一个序号。
步骤3：客户端确认ACK报文客户端收到后，发送ACK=1的报文，确认号ack=y+1，自身序列号seq=x+1，进入ESTABLISHED状态。服务器收到后也进入ESTABLISHED状态，连接建立。
关键点：ACK报文可携带数据，不携带时不消耗序号。

TCP四次挥手

核心目的：安全终止连接，确保双方数据传输完成且无残留。

初始状态：双方均处于ESTABLISHED状态，客户端主动发起关闭。
步骤1：客户端发送FIN报文客户端发送FIN=1的报文，序列号seq=u（等于已传输数据的最后一个字节序号+1），进入FIN-WAIT-1状态。
关键点：FIN报文即使不携带数据，也消耗一个序号。
步骤2：服务器响应ACK报文服务器收到FIN后，发送ACK=1的报文，确认号ack=u+1，自身序列号seq=v，进入CLOSE-WAIT状态。
关键点：此时连接处于半关闭状态，客户端停止发送数据，但服务器仍可发送数据。
步骤3：客户端进入FIN-WAIT-2状态客户端收到ACK后，进入FIN-WAIT-2状态，等待服务器发送FIN报文。
步骤4：服务器发送FIN报文服务器发送完剩余数据后，发送FIN=1的报文，确认号ack=u+1，序列号seq=w（可能因发送数据而变化），进入LAST-ACK状态。
步骤5：客户端确认ACK报文客户端收到FIN后，发送ACK=1的报文，确认号ack=w+1，自身序列号seq=u+1，进入TIME-WAIT状态。
关键点：需等待2MSL（最长报文段寿命）时间，确保最后一个ACK到达服务器并消耗旧报文，之后撤销TCB，进入CLOSED状态。
步骤6：服务器进入CLOSED状态服务器收到ACK后，立即撤销TCB，进入CLOSED状态，结束连接。

关键问题解答

为何三次握手建立连接，四次挥手终止连接？
三次握手：服务端将SYN和ACK合并到一个报文中发送，减少交互次数。
四次挥手：服务端收到客户端的FIN后，仅表示对方不再发送数据，但自身可能还有数据未发送，因此需先发送ACK确认，待数据发送完毕后再发送FIN，导致ACK和FIN分开发送，增加一次交互。
客户端故障时的处理机制TCP通过保活计时器定期发送探测报文，若多次无响应，则强制释放连接，避免资源占用。

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