java網路篇-tcp的握手和揮手！
1. tcp 的報文
1.1 概念
tcp 報文是 tcp 協議傳輸的資料單元，也叫作報文段
1.2 報文格式圖
1.3 報文格式分析
2. 三次握手
2.1 概念
所謂三次握手 (Three-Way Handshake) 即建立 tcp 連線，就是指建立一個 tcp 連線時，需要客戶端和服務端總共傳送3個包以確認連線的建立。在socket 程式設計中，這一過程由客戶端執行 connect 來觸發。
2.2 流程圖
第一次握手：
Client 將標誌位 SYN 置為1，隨機產生一個值 Seq=X，並將該資料包傳送給 Server，Client 進入 SYN_SENT 狀態，等待 Server 確認。
第二次握手：
Server 收到資料包後由標誌位 SYN=1 知道 Client 請求建立連線，Server 將標誌位 SYN 和 ACK 都置為1，Ack=X+1，隨機產生一個值Seq=Y，並將該資料包傳送給 Client 以確認連線請求，Server 進入 SYN_RCVD 狀態。
第三次握手：
Client 收到確認後，檢查 Ack 是否為 X+1，ACK 是否為1，如果正確則將標誌位 ACK 置為1，Ack=Y+1，並將該資料包傳送給 Server，Server 檢查 Ack 是否為 Y+1，ACK是否為1，如果正確則連線建立成功，Client 和 Server 進入 ESTABLISHED 狀態，完成三次握手，隨後 Client 與 Server 之間可以開始傳輸資料了。
3. 四次揮手
3.1 概念
四次揮手 (Four-Way Wavehand) 即終止 tcp 連線，就是指斷開一個 tcp 連線時，需要客戶端和服務端總共傳送4個包以確認連線的斷開。在 socket 程式設計中，這一過程由客戶端或服務端任一方執行 close 來觸發。
由於 tcp 連線是全雙工的，因此每個方向都必須要單獨進行關閉，這一原則是當一方完成資料傳送任務後，傳送一個 FIN 來終止這一方向的連線，收到一個 FIN 只是意味著這一方向上沒有資料流動了，即不會再收到資料了，但是在這個 tcp 連線上仍然能夠傳送資料，直到這一方向也傳送了 FIN。首先進行關閉的一方將執行主動關閉，而另一方則執行被動關閉。
3.2 流程圖
第一次揮手：
Client 傳送一個 FIN，用來關閉 Client 到 Server 的資料傳送，Client 進入 FIN_WAIT_1 狀態。
第二次揮手：
Server 收到 FIN 後，傳送一個 ACK 給 Client，確認序號為收到序號+1 (與 SYN 相同，一個 FIN 佔用一個序號)，Server 進入CLOSE_WAIT 狀態。
第三次揮手：
Server 傳送一個 FIN，用來關閉 Server 到 Client 的資料傳送，Server 進入 LAST_ACK狀態。
第四次揮手：
Client 收到 FIN 後，Client 進入 TIME_WAIT 狀態，接著傳送一個 ACK 給 Server，確認序號為收到序號+1，Server 進入 CLOSED狀態，完成四次揮手。
4. 為什麼握手是三次
首先，我們要知道 tcp 是全雙工的，即客戶端在給伺服器端傳送資訊的同時，伺服器端也可以給客戶端傳送資訊。而半雙工的意思是 A 可以給 B 發，B 也可以給 A 發，但是 A 在給 B 發的時候，B 不能給 A 發，即不同時，為半雙工。 單工為只能 A 給 B 發，B 不能給 A 發； 或者是隻能 B 給 A 發，不能 A 給 B 發。
我們假設 A 和 B 是通訊的雙方。我理解的握手實際上就是通訊，發一次資訊就是進行一次握手。
第一次握手： A 給 B 打電話說，你可以聽到我說話嗎？
第二次握手： B 收到了 A 的資訊，然後對 A 說： 我可以聽得到你說話啊，你能聽得到我說話嗎？
第三次握手： A 收到了 B 的資訊，然後說可以的，我要給你發信息啦！
在三次握手之後，A 和 B 都能確定這麼一件事： 我說的話，你能聽到； 你說的話，我也能聽到，這樣就可以開始正常通訊了。
如果兩次，那麼 B 無法確定 B 的資訊 A 是否能收到，所以如果 B 先說話，可能後面的 A 都收不到，會出現問題 。如果四次，那麼就造成了浪費，因為在三次結束之後，就已經可以保證 A 可以給 B 發信息，A 可以收到 B 的資訊； B 可以給 A 發信息，B 可以收到 A 的資訊。
5. 為什麼揮手是四次
A："喂，先這樣，不說了 (FIN)。" A -> FIN_WAIT1
B: "我知道了 (ACK)。稍等，我還有話說 (傳輸資料)。" B-> CLOSE_WAIT | A-> FIN_WAIT2
B: "好了，我說完了，我也沒什麼可說了 (FIN)。" B -> LAST_ACK
A: "我知道了(ACK)。" A -> TIME_WAIT | B -> CLOSED
A 等待 2MSL，保證 B 收到了訊息，否則重說一次"我知道了"，A -> CLOSED
這樣，通過四次揮手，可以把該說的話都說完，並且 A 和 B 都知道自己沒話說了，對方也沒話說了，然後就掛掉電話(斷開連結)了。
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