本文主要是介绍TCP三次握手建立连接与四次握手终止连接及sep和ack号的正确理解，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
一、简介
TCP连接是面向连接的，所谓的面向连接就是，当计算机双向通信时必需先建立连接，然后才能进行数据的传输，最后还要拆除连接。而同在一个网络层的UDP传输，是面向非连接的传输，也不是可靠的。
TCP建立连接需要三次握手的过程，而拆除连接需要四次握手的过程。
二、TCP连接的建立与终止
1、TCP连接的建立（三次握手）：
•在TCP/IP协议中，TCP协议提供可靠的连接服务，采用三次握手建立一个连接。
•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_SEND状态，等待服务器确认；
•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；
•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状态，完成三次握手。
•完成三次握手，客户端与服务器开始传送数据.
•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_SEND状态，等待服务器确认；
•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；
•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状态，完成三次握手。
•完成三次握手，客户端与服务器开始传送数据.
注：位码即tcp标志位,有6种标示:
SYN(synchronous建立联机) ACK(acknowledgement 确认)PSH(push传送)
SYN(synchronous建立联机) ACK(acknowledgement 确认)PSH(push传送)
FIN(finish结束)RST(reset重置)URG(urgent紧急)
Sequence number(顺序号码) Acknowledge number(确认号码)
Sequence number(顺序号码) Acknowledge number(确认号码)
未连接队列：
在三次握手协议中，服务器维护一个未连接队列，该队列为每个客户端的SYN包（syn=j）开设一个条目，该条目表明服务器已收到SYN 包，并向客户发出确认，正在等待客户的确认包。这些条目所标识的连接在服务器处于Syn_RECV状态，当服务器收到客户的确认包时，删除该条目，服务器 进入ESTABLISHED状态。Backlog参数：表示未连接队列的最大容纳数目。
SYN-ACK重传次数 ：
服务器发送完SYN－ACK包，如果未收到客户确认包，服务器进行首次重传，等待一段时间仍未收到客户确认包，进行第二次重传，如果重传次数超 过系统规定的最大重传次数，系统将该连接信息从半连接队列中删除。
注意，每次重传等待的时间不一定相同。
半连接存活时间：是指半连接队列的条目存活的最长时间，也即服务从收到SYN包到确认这个报文无效的最长时间，该时间值是所有重传请求包的最长等待时间总和。有时我们也称半连接存活时间为Timeout时间、SYN_RECV存活时间。
TCP选项：
每一个SYN可以含有若干个TCP选项，通常使用的选项有：
（1）MSS选项：TCP发送的SYN中，带有这个选项是通知对方它的最大分节大小MSS（maximum segment size）,即它能接受的每个TCP分节中的最大数据量，可以使用TCP_MAXSEG套接口选项获取与设置这个TCP选项（Linux系统下）。
（2）窗口规模选项：TCP双方能够通知对方的最大窗口大小是65535，因为TCP头部相应的字段只占16位，这个选项指定TCP头部的广告窗口必须扩大（左移）的位数（0--14），因此所提供的最大窗口几乎是1G字节（65535*2的14次方）
（3）时间戳选项：这个这项对高速连接是必要的，它可以防止失而复得的分组可能造成的数据损坏，也就是说是暂时的路由原因造成的迷途的分组，当路由稳定后，它们又会正常到达目的地，其前提是它们在此前尚未被路由主动丢弃。
在三次握手协议中，服务器维护一个未连接队列，该队列为每个客户端的SYN包（syn=j）开设一个条目，该条目表明服务器已收到SYN 包，并向客户发出确认，正在等待客户的确认包。这些条目所标识的连接在服务器处于Syn_RECV状态，当服务器收到客户的确认包时，删除该条目，服务器 进入ESTABLISHED状态。Backlog参数：表示未连接队列的最大容纳数目。
SYN-ACK重传次数 ：
服务器发送完SYN－ACK包，如果未收到客户确认包，服务器进行首次重传，等待一段时间仍未收到客户确认包，进行第二次重传，如果重传次数超 过系统规定的最大重传次数，系统将该连接信息从半连接队列中删除。
注意，每次重传等待的时间不一定相同。
半连接存活时间：是指半连接队列的条目存活的最长时间，也即服务从收到SYN包到确认这个报文无效的最长时间，该时间值是所有重传请求包的最长等待时间总和。有时我们也称半连接存活时间为Timeout时间、SYN_RECV存活时间。
TCP选项：
每一个SYN可以含有若干个TCP选项，通常使用的选项有：
（1）MSS选项：TCP发送的SYN中，带有这个选项是通知对方它的最大分节大小MSS（maximum segment size）,即它能接受的每个TCP分节中的最大数据量，可以使用TCP_MAXSEG套接口选项获取与设置这个TCP选项（Linux系统下）。
（2）窗口规模选项：TCP双方能够通知对方的最大窗口大小是65535，因为TCP头部相应的字段只占16位，这个选项指定TCP头部的广告窗口必须扩大（左移）的位数（0--14），因此所提供的最大窗口几乎是1G字节（65535*2的14次方）
（3）时间戳选项：这个这项对高速连接是必要的，它可以防止失而复得的分组可能造成的数据损坏，也就是说是暂时的路由原因造成的迷途的分组，当路由稳定后，它们又会正常到达目的地，其前提是它们在此前尚未被路由主动丢弃。
2、TCP断开连接（四次握手）：
由于TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭。这原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。收到一个FIN只意味着这一方向上没有数据流动，一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方执行被动关闭。
四次握手：
（1）TCP客户端发送一个FIN，用来关闭客户到服务器的数据传送（报文段4）。
（2） 服务器收到这个FIN，它发回一个ACK，确认序号为收到的序号加1（报文段5）。和SYN一样，一个FIN将占用一个序号。
（3） 服务器关闭客户端的连接，发送一个FIN给客户端（报文段6）。
（4） 客户段发回ACK报文确认，并将确认序号设置为收到序号加1（报文段7）。
（1）TCP客户端发送一个FIN，用来关闭客户到服务器的数据传送（报文段4）。
（2） 服务器收到这个FIN，它发回一个ACK，确认序号为收到的序号加1（报文段5）。和SYN一样，一个FIN将占用一个序号。
（3） 服务器关闭客户端的连接，发送一个FIN给客户端（报文段6）。
（4） 客户段发回ACK报文确认，并将确认序号设置为收到序号加1（报文段7）。
四次握手断开连接具体过程如下图所示：
三、TCP连接seq和ack号的正确理解
1、TCP协议结构：
2、握手阶段：
序号方向seq ack1标志位(1) A->B10000SYN=1
(2) B->A2000010001=10000+1SYN=1, ACK=1
(3) A->B1000120001=20000+1ACK=1
解释：
（1）A向B发起连接请求，以一个随机数初始化A的seq,这里假设为10000，此时ACK＝0
（2）B收到A的连接请求后，也以一个随机数初始化B的seq，这里假设为20000，意思是：你的请求我已收到，我这方的数据流就从这个数开始。B的ACK是A的seq加1，即10000＋1＝10001
（3）A收到B的回复后，它的seq是它的上个请求的seq加1，即10000＋1＝10001，意思也是：你的回复我收到了，我这方的数据流就从这个数开始。A此时的ACK是B的seq加1，即20000+1=20001
(1) A->B1000120001FIN=1, ACK=1
(2) B->A10002=10001+1ACK=1
(3) B->A2000110002=10001+1FIN=1， ACK=1
(4) A->B20002ACK=1
（1）A向B发起连接请求，以一个随机数初始化A的seq,这里假设为10000，此时ACK＝0
（2）B收到A的连接请求后，也以一个随机数初始化B的seq，这里假设为20000，意思是：你的请求我已收到，我这方的数据流就从这个数开始。B的ACK是A的seq加1，即10000＋1＝10001
（3）A收到B的回复后，它的seq是它的上个请求的seq加1，即10000＋1＝10001，意思也是：你的回复我收到了，我这方的数据流就从这个数开始。A此时的ACK是B的seq加1，即20000+1=20001
3、挥手阶段：
序号方向seq ack1标志位(1) A->B1000120001FIN=1, ACK=1
(2) B->A10002=10001+1ACK=1
(3) B->A2000110002=10001+1FIN=1， ACK=1
(4) A->B20002ACK=1
解释：
（1）A向B发起断开连接请求，A的seq为之前的值10001没变，此时ACK也为上一次的值20001没变；
（2）B收到A的断开连接请求后，向A发送确认断开连接，ACK为A的seq加1，即10001+1=10002，同事ACK标志位置1，意思是：你的主动断开连接请求我已收到，将关闭从A到B的数据传送；
（3）B向A发送断开连接请求，它的seq是A的ACK，即20001；
（1）A向B发起断开连接请求，A的seq为之前的值10001没变，此时ACK也为上一次的值20001没变；
（2）B收到A的断开连接请求后，向A发送确认断开连接，ACK为A的seq加1，即10001+1=10002，同事ACK标志位置1，意思是：你的主动断开连接请求我已收到，将关闭从A到B的数据传送；
（3）B向A发送断开连接请求，它的seq是A的ACK，即20001；
（4）A收到B的断开连接请求后，向B发送确认断开连接，ACK为B的seq加1，即20001+1=20002，同事ACK标志位置1，意思是：你的主动断开连接请求我已收到，将关闭从B到A的数据传送；
4、数据传送阶段：
序号方向seq ack1size(1) A->B40007000100
(2) B->A70004100=4000+10054
(3) A->B41007054=7000+54100
(4) B->A70544200=4100+100 54
解释：
（1）B接收到A发来的seq=4000,ack=7000,size=100的数据包
（2）于是B向A也发一个数据包，告诉B，你的上个包我收到了。B的seq就以它收到的数据包的ACK填充，ACK是它收到的数据包的SEQ加上数据包的大小(不包括以太网协议头，IP头，TCP头)，以证实B发过来的数据全收到了。
（3）A 在收到B发过来的ack为4100的数据包时，一看到4100，正好是它的上个数据包的seq加上包的大小，就明白，上次发送的数据包已安全到达。于 是它再发一个数据包给B。这个正在发送的数据包的seq也以它收到的数据包的ACK填充，ACK就以它收到的数据包的seq(7000)加上包的 size(54)填充,即ack=70000+54(全是头长，没数据项)。
（1）B接收到A发来的seq=4000,ack=7000,size=100的数据包
（2）于是B向A也发一个数据包，告诉B，你的上个包我收到了。B的seq就以它收到的数据包的ACK填充，ACK是它收到的数据包的SEQ加上数据包的大小(不包括以太网协议头，IP头，TCP头)，以证实B发过来的数据全收到了。
（3）A 在收到B发过来的ack为4100的数据包时，一看到4100，正好是它的上个数据包的seq加上包的大小，就明白，上次发送的数据包已安全到达。于 是它再发一个数据包给B。这个正在发送的数据包的seq也以它收到的数据包的ACK填充，ACK就以它收到的数据包的seq(7000)加上包的 size(54)填充,即ack=70000+54(全是头长，没数据项)。
（4）B向A也发一个数据包，B的seq就以它收到的数据包的ACK填充，ACK是它收到的数据包的SEQ(4100)加上数据包的大小100(不包括以太网协议头，IP头，TCP头)；
其实在握手和结束时确认号应该是对方序列号加1,传输数据时则是对方序列号加上对方携带应用层数据的长度.如果从以太网包返回来计算所加的长度,就嫌走弯路了.
另外,如果对方没有数据过来,则自己的确认号不变,序列号为上次的序列号加上本次应用层数据发送长度.
其实在握手和结束时确认号应该是对方序列号加1,传输数据时则是对方序列号加上对方携带应用层数据的长度.如果从以太网包返回来计算所加的长度,就嫌走弯路了.
另外,如果对方没有数据过来,则自己的确认号不变,序列号为上次的序列号加上本次应用层数据发送长度.
四、为什么建立连接协议是三次握手，而关闭连接却是四次握手呢？
这是因为服务端的LISTEN状态下的SOCKET当收到SYN报文的建连请求后，它可以把ACK和SYN（ACK起应答作用，而SYN起同步作用）放在一个报文里来发送。但关闭连接时，当收到对方的FIN报文通知时，它仅仅表示对方没有数据发送给你了；但未必你所有的数据都全部发送给对方了，所以你可以未必会马上会关闭SOCKET,也即你可能还需要发送一些数据给对方之后，再发送FIN报文给对方来表示你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.
本文参考资料来自：
http://blog.chinaunix.net/uid-25513153-id-187780.html
http://blog.chinaunix.net/uid-20788636-id-1841260.html位码即tc标志位,有6种标示:
SYN(synchronous建立联机) ACK(acknowledgement确认) PSH(push传送) FIN(finish结束)
RST(reset重置) URG(urgent紧急)
Sequence number(顺序号码) Acknowledge number(确认号码)
这篇关于TCP三次握手建立连接与四次握手终止连接及sep和ack号的正确理解的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
