TCP--三次握手和四次挥手

TCP在连接时，客户端和服务端会进行3次握手，来确定两者能进行稳定的连接。我们通过图文结合的方式讲解，并且会通过Wireshark来进行抓包分析。

TCP头部

在讲解TCP握手挥手之前，我们来先介绍一下TCP的头部格式。

序列号（seq）：两端进行TCP连接时，都会初始化一个随机的32位无符号整数（最大值4G，超过4G会进行回绕），之后每次发包都会在这个初始化的序列号上进行累加，序列号是为了防止包的乱序问题的。

确认应答号（Acknowledgment Number）： 就是期望下次收到的序列号。发送端收到这个确认应答号，可以认为它之前的包都成功接受了。

控制位：

• ACK：置为 1 时，使确认应答号有效。
• RST：表示重置连接。
• SYN：置为 1 时，使序列号有效，表示希望建立连接。
• FIN：置为 1 时，表示希望断开连接。

三次握手

第一次握手

第一次握手客户端会将报文中的SYN置为1，并且初始化一个32位的无符号整数序列号，发送报文给服务端。

第一个包TCP头部

第一次握手抓包

第二次握手

第二次握手服务端将报文中的SYN和ACK置为 1，并且服务端也会生成一个32位的随机序列号。
确认序列号（Acknowledgment Number）是上一次接收到的序列号+1，表示下次期望的序列号，客户端可以认为之前的包都成功接受。

第二次握手TCP头部

第二次握手抓包

第三次握手

第三次握手也是将报文的SYN和ACK置为 1，序列号是上一次发送的序列号+1（当前客户端递增到的序列号），确认应答号是上一次接受的序列号+1（服务端递增到的序列号）。

注意：TCP标准协议规范中，第三次握手包是允许传输数据的！

第三次握手默认不携带数据，并且SYN=0，所以并不消耗此次序列号

第三次握手TCP头部

第三次握手抓包

三次握手总结

三次握手中，客户端和服务端一共发送过两个确认序列号。确认序列号将对方的初始化序列号+1，就是起确认的作用，我确认收到了你的初始化序列号，我加上1表示你下次传过来的序列号应该是这个。

当SYN为0时，在连接的建立阶段不会消耗序列号

在TCP连接的建立和数据传输过程中，序列号（Sequence Number）的消耗和SYN标志位的设置有关，但不仅仅是SYN标志位是否为0。

首先，让我们澄清一些关于TCP序列号和SYN标志位的重要概念：

1. SYN标志位： SYN标志位用于TCP的连接建立过程。在三次握手中，客户端的初始序列号（ISN - Initial Sequence Number）在第一个数据包中，而服务器的ISN在第二个数据包中。SYN标志位用于指示这些数据包是用于连接建立的，以及在序列号字段中包含了初始序列号。
2. 序列号： 序列号是用于跟踪和管理TCP数据流的重要字段。它不仅在连接建立时使用，还在整个连接的生命周期中使用，用于确定数据包的顺序和完整性。

当SYN标志位为0时，连接的建立阶段将不会消耗序列号，因为序列号通常在连接建立时用于协商初始序列号（ISN），而ISN的协商是在建立连接时使用SYN标志位来表示的。当SYN标志位为1时，序列号字段中包含了初始序列号。当SYN标志位为0时，数据包不会用于建立连接，因此也不会影响序列号的消耗。

总之，SYN标志位的设置与连接的建立和序列号的协商有关，当SYN标志位为1时，用于建立连接并协商初始序列号，当SYN标志位为0时，不用于连接建立，因此不会消耗序列号。序列号在TCP连接的整个生命周期中都会被消耗，用于跟踪数据包的顺序和完整性。

四次挥手

四次挥手挺简单的，最终是，双方都向对方发送了一次FIN和ACK。\
首先客户端下将FIN报文（FIN位置为1）发送给服务器，自己进入FIN_WAIT_状态。\
服务端收到FIN报文后发送ACK确认报文，然后进入CLOSED_WAIT状态。\
客户端收到服务端发送的ACK报文后，会进入FIN_WAIT_2状态。\
等待服务端处理数据完成（完成收尾工作），服务端会向客户端发送FIN报文，然后进入LAST_ACK报文。\
客户端收到FIN报文后会发送ACK报文，进入TIME_WAIT状态，等待2个MSL时间关闭。
服务端收到ACK确认报文后就会关闭。