网络编程面试题

描述TCP三次握手与四次挥手的过程与意义

考生如何回答

TCP/IP协议定义了计算机在网络中如何发送数据、数据格式如何定义、发出消息后在网络中如何寻址找到目标计算机，最后目标计算机又如何检验收到消息的正确性、对数据拆解最后得到消息内容的一套处理标准。

有了这些标准后生产提供TCP/IP服务的软件商家就有了一套统一的规范，只要遵循这个规范去实现自己的软件功能。

三次握手

在进行业务通信前，必须建立好连接，而TCP/IP连接的建立需要经过三次握手的过程。其过程如下图：

1. 第一次握手：建立连接时，客户端发送syn包（syn=j）到服务器，并进入SYN_SENT状态，等待服务器确认；SYN：同步序列编号（Synchronize Sequence Numbers）。
2. 第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；
3. 第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1），此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED（TCP连接成功）状态，完成三次握手。

为什么要三次握手？

三次握手的意义在于确定双方都能够完成读写操作。

第一次握手，客户端发了个连接请求消息到服务端，服务端收到信息后知道自己与客户端是可以连接成功的，但此时客户端并不知道服务端是否已经接收到了它的请求，所以服务端接收到消息后的应答。客户端得到服务端的反馈后，才确定自己与服务端是可以连接上的，这就是第二次握手。而服务端发送出去的消息，要等客户端响应后，才能确定此次连接为有效连接。

四次挥手

在完成数据交互之后，如果选择关闭连接，以回收资源，则完成四次挥手来进行“和平分手”。过程如下图：

1. 第一次挥手：主动关闭方发送第一个包，其中FIN标志位为1，发送顺序号seq为X。
2. 第二次挥手：被动关闭方收到FIN包后发送第二个包，其中发送顺序号seq为Z，接收顺序号ack为X+1。
3. 第三次挥手：被动关闭方再发送第三个包，其中FIN标志位为1，发送顺序号seq为Y，接收顺序号ack为X。
4. 第四次挥手：主动关闭方发送第四个包，其中发送顺序号为X，接收顺序号为Y。至此，完成四次挥手。

为什么断开连接需要四次挥手？

三次握手是因为建立连接时，ACK和SYN可以放在一个报文里来发送。而关闭连接时，被动关闭方可能还需要发送一些数据后，再发送FIN报文表示同意现在可以关闭连接了，所以它这里的ACK报文和FIN报文多数情况下都是分开发送的。因此断开连接需要4次。