【网络协议】聊聊TCP的三挥四握

上一篇我们说了网络其实是不稳定的，TCP和UDP其实是两个不同的对立者，所以TCP为了保证数据在网络中传输的可靠性，从丢包、乱序、重传、拥塞等场景有自己的一套打法。

TCP格式

源端口和目标端口是不可缺少的，用以区分到达发送给拿个应用。
序号为了解决数据乱序的问题，解决数据先来后到的顺序问题。，确认序列号是为了保证对方又没有收到，用来重传的。对于TCP来说会努力保证TCP层面数据的可靠性。

接下来就是SYN发起一个连接、ACK是回复、RST是重新连接。FIN是结束连接等。TCP 是面向连接的，因而双方要维护连接的状态，这些带状态位的包的发送，会引起双方的状态变更。

最重要的一个就是流量控制，是通过窗口大小进行设置的，比如发送方和接收方的可以处理的能力。但是处理流量控制之外还有拥塞控制，用以标记当前应该发送的数据速度。所以整体其实就是顺序问题、丢包问题、连接维护、流量控制、拥塞控制

TCP 的三次握手

三次握手的过程是这样的，
客户端发送：我要建立连接了
服务端：我收到连接了，开始建立
客户端：好的 建立完成。

为什么说一定要三次握手呢，其实网络是不稳定的，二次握手，其实没有办法保证，建立连接。比如A发送了，但是不知道B又没有收到可能会一直发送，假设B收到了，但是发送给A的响应消息可能丢失了A不一定能收到。

为什么三次 四次不行吗 或者 两次不行吗 ？

如果是二次握手。我们可以假设这样一种情况。当第一次请求因为网络延迟而没有及时到达。客户端(超时重发)再次发送建立连接的请求，服务端接收到客户端的请求，响应给客户端。此时 连接建立成功，发送数据结束后关闭连接，但是因为第一次请求因为网络延迟 现在才到达，也就是存在一个时间差，服务端会误以为 客户端会再次建立一个链接。所以会创建一个新的连接。

客户端发送 syn标志的数据包 一次握手-服务端
服务端 发送syn ack标志的数据包 二次握手 客户端
客户端-发送带有带有ack标志的数据包 三次握手 服务端

客户端向服务端报告我要和你建立连接，顺便把我自己的一个发送的能力发给服务器，让服务器知道。服务器判断我是否可以给你创建连接，把我的一个接收的能力返回给客户端，只有三次握手 才能保证 双方的发送能力和接收能力都能达到一个协商的过程，但是因为协议没有100%可靠的，三次就够了，四次也不能保证100%可靠。

并且TCP也通过包序号来保证数据 如果丢失了，可以重传。
一开始都是CLOSE状态，服务端启动监听某个端口，处于LISTEN状态，客户端发起第一次连接SYN，服务端收到之后返回SYN，ACK处于SY-RCVD状态，客户端收到之后处于ESTABLISHED状态，因为它一发一收成功了，所以服务端也处于ESTABLISHED。

TCP 四次挥手

首先我们应该梳理一下，四次挥手流程，客户端发送一个FIN终止信号，表示客户端想要断开连接。当客户端FIN信号发送到服务端后，服务端接收到客户端的终止请求，服务端先发送一个ACK信号对客户端的FIN信号的确认。当服务端也想断开连接的时候，服务端也需要发送一个FIN信号给客户端，客户端响应客户端的FIN的确认。所以断开需要分别客户端发送一个FIN和ACK，服务端也需要发送一个FIN和ACK。

四次挥手主动方为什么需要等待2MSL？
首先我们先说一下，主动断开方接收到被动关闭方的FIN的终止信号，会立马发送一个ACK对于被动关闭方的确认，进入TIME_WAIT时间，等到2MSL关闭连接。
你可以解释一下什么MSL嘛？
MSL表示最大报文生存周期，任何报文在网络上存在的最长时间，超过这个时间报文将被废弃。主动关闭方需要等待2MSL是为了 防止最后一次ACK没有被正确的传输到被动关闭方，而被动关闭方，需要发送第三次的FIN信号。

TCP 状态机

状态机说白了就是从一个状态迁移到另一个状态。

小结

本篇主要介绍创建连接，关闭连接，以及TCP的状态机。