TCP 的三次握手与四次挥手

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通常我们进行 HTTP 连接网络的时候会进行 TCP 的三次握手，然后传输数据，之后再释放连接。

TCP 传输如图1所示：

图1 TCP 传输

TCP三次握手的过程如下：

• 第一次握手：建立连接。客户端发送连接请求报文段，将 SYN 设置为 1、Sequence Number（seq）为 x；接下来客户端进入 SYN_SENT 状态，等待服务端的确认。

• 第二次握手：服务器收到客户端的 SYN 报文段，对 SYN 报文段进行确认，设置 Acknowledgment Number（ACK）为 x+1（seq + 1）；同时自己还要发送 SYN 请求信息，将 SYN 设置为 1、seq 为 y。服务端将上述所有信息放到 SYN + ACK 报文段中，一并发送给客户端，此时服务端进入 SYN_RCVD 状态。

• 第三次握手：客户端收到服务端的 SYN + ACK 报文段；然后将 ACK 设置为 y + 1，向服务端发送 ACK 报文段，这个报文段发送完毕后，客户端和服务端都进入 ESTABLISHED （TCP 连接成功）状态，完成 TCP 的三次握手。

当客户端和服务端通过三次握手建立了 TCP 连接以后，当数据传送完毕，断开连接时就需要进行 TCP 的四次挥手。其四次挥手如下所示：

• 第一次挥手：客户端设置 seq 和 ACK，向服务端发送一个 FIN 报文段。此时，客户端进入 FIN_WAIT_1 状态，表示客户端没有数据要发送给服务端了。

• 第二次挥手：服务端收到了客户端发送的 FIN 报文段，向客户端回了一个 ACK 报文段。

• 第三次挥手：服务端向客户端发送 FIN 报文段，请求关闭连接，同时服务端进入 LAST_ACK 状态。

• 第四次挥手：客户端收到服务端发送的 FIN 报文段，向服务端发送 ACK 报文段，然后客户端进入 TIME_WAIT 状态。服务端收到客户端的 ACK 报文段以后，就关闭连接。此时，客户端等待 2MSL（最大报文段生存时间）后依然没有收到回复，则说明服务端已正常关闭，这样客户端也可以关闭连接了。

现在看图2来加强一下理解：

图2 三次握手与四次挥手

如果有大量的连接，每次在连接、关闭时都要经历三次握手、四次挥手，这很显然会造成性能低下。因此，HTTP 有一种叫作 keepalive connections 的机制，它可以在传输数据后仍然保持连接，当客户端需要再次获取数据时，直接使用刚刚空闲下来的连接而无须再次握手，如图3所示：

图3 连接复用