• 在瞭解三次握手和四次揮手之前，先知道TCP報文內部包含了哪些東西。

一、TCP報文格式

• TCP報頭中的源埠號和目的埠號同IP資料包中的源IP與目的IP唯一確定一條TCP連線。

• TCP在傳送資料前必須在彼此間建立連線，這裡連線意思是：雙方需要儲存對方資訊（例如：IP，Port…）

• 報文主要段的意思

序號：表示傳送的資料位元組流，確保TCP傳輸有序，對每個位元組編號

確認序號：傳送方期待接收的下一序列號，接收成功後的資料位元組序列號加 1。只有ACK=1時才有效。

ACK：確認序號的標誌，ACK=1表示確認號有效，ACK=0表示報文不含確認序號資訊

SYN：連線請求序號標誌，用於建立連線，SYN=1表示請求連線

FIN：結束標誌，用於釋放連線，為1表示關閉本方資料流

二、三次握手

2.1 三次握手過程

• 建立TCP連線時，需要客戶端和伺服器共傳送3個包。

第一次：客戶端傳送初始序號x和syn=1請求標誌

第二次：伺服器傳送請求標誌syn，傳送確認標誌ACK，傳送自己的序號seq=y，傳送客戶端的確認序號ack=x+1

第三次：客戶端傳送ACK確認號，傳送自己的序號seq=x+1，傳送對方的確認號ack=y+1

2.2 三次握手過程分析：

• 第一次：客戶端傳送請求到伺服器，伺服器知道客戶端傳送，自己接收正常。
  SYN=1，seq=x
• 第二次：伺服器發給客戶端，客戶端知道自己傳送、接收正常，伺服器接收、傳送正常。
  ACK=1，ack=x+1，SYN=1，seq=y
• 第三次：客戶端發給伺服器，伺服器知道客戶端傳送，接收正常，自己接收，傳送也正常。
  seq=x+1，ACK=1，ack=y+1

結論：從分析過程可以看出，握手兩次達不到能讓雙方能正常的進行資料傳輸。

三、四次揮手

3.1 四次揮手過程

客戶端請求斷開連線

• 第一次揮手：客戶端發出釋放FIN=1，自己序列號seq=u，進入FIN-WAIT-1狀態
• 第二次揮手：伺服器收到客戶端的後，發出ACK=1確認標誌和客戶端的確認號ack=u+1，自己的序列號seq=v，進入CLOSE-WAIT狀態
• 第三次揮手：客戶端收到伺服器確認結果後，進入FIN-WAIT-2狀態。此時伺服器傳送釋放FIN=1訊號，確認標誌ACK=1，確認序號ack=u+1，自己序號seq=w，伺服器進入LAST-ACK（最後確認態）
• 第四次揮手：客戶端收到回覆後，傳送確認ACK=1，ack=w+1，自己的seq=u+1，客戶端進入TIME-WAIT（時間等待）。客戶端經過2個最長報文段壽命後，客戶端CLOSE；伺服器收到確認後，立刻進入CLOSE狀態。

3.2 四次揮手過程分析

第一次：客戶端請求斷開FIN,seq=u

第二次：伺服器確認客戶端的斷開請求ACK,ack=u+1,seq=v

第三次：伺服器請求斷開FIN,seq=w,ACK,ack=u+1

第四次：客戶端確認伺服器的斷開ACK,ack=w+1,seq=u+1

四、其他問題

4.1 為什麼三次握手和四次揮手？

• 三次握手時，伺服器同時把ACK和SYN放在一起傳送到了客戶端那裡
• 四次揮手時，當收到對方（客戶端）的 FIN 報文時，僅僅表示對方不再傳送資料了但是還能接收資料，己方（服務端）是否現在關閉傳送資料通道，需要上層應用來決定，因此，己方 ACK 和 FIN 一般都會分開傳送。

4.2 為什麼三次握手是三次？

• 也可以理解為，為什麼TCP客戶端最後還要傳送一次確認呢？

1) 主要防止已經失效的連線請求報文突然又傳送到了伺服器，從而產生錯誤。
2) 如果採用的是三次握手，就算是那一次失效的報文傳送過來了，服務端接受到了那條失效報文並且回覆了確認報文，但是客戶端不會再次發出
確認。由於伺服器收不到確認，就知道客戶端並沒有請求連線。

4.3 為什麼四次揮手是四次？

• 因為揮手過程中有一個半關閉狀態

	在半關閉狀態下，客戶端沒有請求/資料需要向服務端傳輸（即客戶端不再傳送資料給服務端，但能接收資料），但是服務端需要持續
的連線客戶端，下載資料。所以，在客戶端申請了斷開連線的請求後，會等待服務端確認並且提出斷開請求後，才會斷聯。

• 所以，在服務端下載完資料前，不會傳送斷開請求，這是揮手需要四次的原因。

4.4 為什麼客戶端最後還要等待2MSL？

• 客戶端需要保證最後一次傳送的ACK報文到伺服器，如果伺服器未收到，可以請求客戶端重發，這樣客戶端還有時間再發，重啟2MSL計時。

4.5 如果已經建立了連線，但是客戶端突然出現故障了怎麼辦？

• TCP還設有一個保活計時器，顯然，客戶端如果出現故障，伺服器不能一直等下去，白白浪費資源。
• 伺服器每收到一次客戶端的請求後都會重新復位這個計時器，時間通常是設定為2小時，若兩小時還沒有收到客戶端的任何資料，伺服器就會傳送一個探測報文段，以後每隔75分鐘傳送一次。若一連傳送10個探測報文仍然沒反應，伺服器就認為客戶端出了故障，接著就關閉連線。