“当高启强遇到陈书婷”与TCP协议

大家是否经常听别人提起TCP协议的三次握手和四次挥手呢？🤔是否看过很多相关的文章都没看懂或是没记住呢🤷‍？看过我上篇的小伙伴都应该知道TCP协议是属于传输层中的协议，没有看过的请移步这里👉
“老默我想吃鱼了”与五层网络模型。

TCP协议中的三次握手和四次挥手是计算机网络中最重要的知识点，也是我们面试过程中经常问到的点。TCP协议(Transmission Control Protocol,传输控制协议)是处理可靠传输的，保证数据的正确性，只要使用这个协议，那双方的数据永远不可能错乱，多个字或者少个字的情况。

TCP收发数据流程

不知道大家是否还记得强哥第一次见大嫂是什么场景？花衬衫？深绿色西装？别猜了，看张图片帮你回忆😂

没错，第一次见大嫂提了一斤橘子，当大嫂看到强哥穿着很是诧异，完全不想搭理，但有句话说的好，不看僧面看佛面，看在橘子面勉强跟你唠唠，画了一张简图：

TCP收发数据流程也是如此，主要分为三个部分，首先是建立连接，我们一般称为三次握手，打完招呼之后就是正事了，互相交流寒暄，我们把这种互相交流称为收发数据，我们需要注意的是这里的收发数据并不像HTTP请求那样，由客户端发出请求，服务端再响应，这里既可以由客户端发送到服务端，服务端也可以发送到客户端，如果把强哥比作客户端，大嫂比作服务端，就是强哥可以找大嫂说话，大嫂也能找强哥说话。当交流完毕后就say goodbye，一般称为四次挥手，至于为什么要握三次手、挥四次手后面会说，莫急！🤤

TCP如何收发数据

自从强哥见了舒婷，便茶不思、饭不想、夜不能寐😶‍🌫️，懂的都懂，强哥是被舒婷谈吐气质深深折服了🤣，有一天，强哥准备发微信试探性问问舒婷内心真实的想法，以下就是强哥编辑的内容：

当强哥编辑了这么一大坨内容之后，是如何跑到舒婷的手机中的呢？TCP是通过分段的方式进行传输的，之所以分段发送是因为有时我们发送的东西特别多，容易造成阻塞，分段还有一个好处就是如果遇到丢包，后续只需要重新发送丢包的段即可，画个简图：

如果发送数据量很小的时候，就不需要分段了，一次性就过去。当数据量很大的时候，就要用到分段了，它会将整个数据分成段，按照字节进行编号，然后取出第一段，加上TCP头（蓝色方块）开始发送，紧接着取出第二段，再加上TCP头开始发送，依次类推，直到数据全部发完。

在TCP协议中，无论是发送方还是接收方，都可以主动给对方发送消息，数据传输的过程中，难免会出现数据报丢失、顺序错乱的情况，那么它是如何解决可靠传输问题呢？TCP协议规定：接收方收到数据报后，都要对数据报进行确认，用强哥和舒婷的例子来说，就是当强哥发了一大坨诗意的文字后，舒婷看到后回复一句：“好，我收到了，还有我不喜欢虚的，喜欢实在点的”，有句流行语叫“句句有回音，件件有着落”，就是这么个意思。但如果没有回应的话，那就表明数据出了问题，后续就需要重新发送了。

画个简图：

对照这个图，我们再走一遍可靠传输流程，当强哥将编写好的信息发送给舒婷时，如果数据量过大，就需要进行分段发送，取出第一段并携带TCP头形成数据报进行传输，这个TCP头部包含了很多的信息，其中就有seq、ACK、ack

• seq：全称sequence，表示这次数据报序号，就是整个数据被分成段之后发送每一段的序号，有了它我们就知道这次是发送哪一段的数据报
• ACK：表示这次数据数据报是一个确认数据报，只能取0或1，相当于是个布尔值，为0时表示发送方发出的数据，为1时表示确认数据
• ack：表示期望下次收到的数据报序号

当强哥开始发送消息时，TCP头携带seq=x和ACK=0，seq表示的是数据报序号，由于我们并不知道当前是发送第几个数据报片段，所以用x表示，ACK=0表示当前数据报还没有被接收方确认，当舒婷收到消息后，回应一句，你写的诗我看了，此时ACK就变为1，表示自己已经收到消息了，接收方已经确认，ack=x+1意思是数据报序号为x的我已经收到了，下次麻烦给我发送序号为x+1的数据报。但是如果发送方长时间没有收到数据报的确认（ACK=1），那就说明这段数据报出问题了，后续会重新发送。

建立连接（三次握手）

三次握手，想必大家都听过吧！为什么要三次呢？两次行不行？我觉得一次就行了，难不成想耍流氓？还有我怎么不知道TCP还有手呢？接下来依然用强哥和书婷的例子，让大家明白三次握手

遇到书婷之前，强哥从未谈过恋爱，也并不知道如何追女孩子，这不深夜联系了法医，经过我的细心指导，最终向强哥推荐了这本《魔鬼搭讪学》

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当强哥得知舒婷喜欢实在点的，不喜欢虚的，强哥准备用书信的方式表达自己的倾慕之情，以下是信的内容

然后强哥叫了一位美团小哥去送信，这一行为相当于TCP发起建立链接的请求，美团小哥走着走着迷路了，也不知道走哪里去了，那强哥的信肯定是送不到的，书婷自然也不可能有所回应，这一情况说明TCP的数据报丢失了，强哥长时间没有收到书婷的回应，说明ACK=0，此时强哥会重新写一封，继续叫一位靠谱的美团小哥送信，直到书婷有所回应，看来强哥也是一位专情的人🥰，希望大家都做一个对待感情专一的人💐

经过一番折腾，这封信终于到了书婷的手中，这一过程我们称为第一次握手，第一次握手后书婷知道强哥具有发消息的能力，但是书婷并不知道强哥是否可以收消息，这还得看送信人靠不靠谱，书婷联系了好评100%的饿了么小哥送信，书婷编辑了以下内容：

书婷让饿了么小哥送信的过程，我们称为第二次握手，不负所望，饿了么小哥成功将书信送到强哥手中，当强哥满心激动、小心翼翼地打开信封，看到书婷写的信，整个心都要碎了，泪流满面😭，深夜，正当我写文章之际，强哥不停敲打房门，当我打开门之后，看到泪流满面的强哥，急忙询问，强哥擦了擦鼻涕跟我说：“第一次表白就被拒绝了”，当我接过强哥手中的信，安慰说到：“女人心海底针，你没有被拒绝，看，人家称你为小强，说明你是打不死的小强”，强哥痛定思痛之后决定继续追求书婷。🤔

强哥收到书婷的信之后，我们称为第二次握手，此时知道书婷能收到强哥寄的信了，同时也具有寄信的能力，但是舒婷还是不知道强哥是否收到自己的信了，这时强哥回了一封信，并写道：“此生非你不娶！”，美团小哥安全将信送到书婷手中，书婷看了信之后心想：“这家伙还蛮有毅力的🤣”，当书婷成功收到信之后，我们称这次为第三次握手，此时书婷知道了强哥也可以收到自己的信了，这时强哥和舒婷都知道对方既有寄信的能力，又有收信的能力，表示通过三次握手的方式两人沟通渠道已经建立成功。接下来就是随心所欲的发送消息了。

画个简图：

我们过一遍这个图，当发送的数据过大时，会被分成一段一段的数据报，每一段数据报头部都会有TCP头部，这里面包含了很多信息，其中就有上图中的SYN(Synchronize Sequence Numbers,同步序列编号，是连接建立的握手信号)、seq(sequence，数据报序号)、ACK(Acknowledge character，确认字符，只有0和1)

每个链接都是从CLOSED状态开始的，当它执行一个主动打开连接操作或者被动打开连接操作，它就离开了CLOSED状态，当强哥开始寄第一封信的时候，链接从CLOSED状态进入SYN-SENT状态，TCP头部携带SYN=1表示我要跟书婷建立同步链接、seq=x表示这次发送的是序号为x的数据报、ACK=0表示还未被确认的数据报，将这三个同时发给书婷，书婷成功收到信后，CLOSED状态关闭并进入SYN-RCVD状态，表示第一次握手成功，此时书婷知道强哥具有寄信的功能，但不知道的是强哥是否有收信的功能，这时书婷开始回信，第二次握手发生了，书婷的信携带TCP头部的信息SYN=1表示我要跟强哥建立同步链接，seq=y表示这次发送的是序号为y的数据报、ACK=1表示强哥的信被确认的数据报、ack=x+1表示序号为x的数据报已经收到，麻烦下次给我发x+1序号的数据报，当强哥成功收到书婷的回信后，第二次握手成功，强哥看了信悲痛欲绝、撕心裂肺、痛定思痛之后决定此生非书婷不娶，强哥此时已经知道书婷可以收到自己的信，但是书婷并不知道强哥已经收到自己的信，所以强哥需要再次写封信告诉书婷：“此生非你不娶”，这时第三次握手发生了，当书婷收到强哥的信后，书婷明白强哥是个专一的人，同时书婷也知道强哥可以收到自己的信，此时书婷和强哥双方都具有寄信和收信的能力，这一刻两人的连接就建立成功了，连接状态就变成ESTAB-LISHED，表示正常的传输状态，可以互相交流了。😘

连接销毁（四次挥手）

三次握手我们已经知道，那四次挥手又是什么呢？为什么握手需要三次？挥手却需要四次？难道是对我依依不舍？

经过几天的书信往来，书婷渐渐对强哥也有了好感，加上第一次见面时的情景历历在目，强哥也是喜欢陪孩子玩耍的，其实男人除了疼爱自己的老婆时有魅力，还有就是带孩子，与孩子一起玩耍的时候，此时的他们少了父爱的光环，而蜕变成了一个活脱脱的孩子，像个孩子一样天真可爱。平时看上去不苟言笑的大男人，他们在当了父亲，陪伴孩子的时候，摘掉了社会发给他们的面具和伪装，心就像白云一样柔软和干净。我想这也是陈书婷喜欢强哥的一方面吧😎

这天安欣警官喊强哥一起吃猪脚面🍜，随后强哥修书一封告诉书婷：“安警官约我吃面，不能给你写信了”，强哥是个负责任的男人，虽然他很想和安警官一起吃面，但是他必须征求书婷的同意，所以强哥会等到书婷的来信之后再做决定。

当强哥写信告诉书婷：“安警官约我吃面，不能给你写信了”，这就是第一次挥手，无论是强哥，还是书婷，都可以发起第一次挥手，我们暂且称为发送方，每一次请求都需要被确认才可以，所以当发送方发起第一次挥手时，发完并不会立刻就挂，而是要等接收方的回应。

不一会功夫强哥收到了书婷的回信：“小强儿， 我知道了，但是我还有最后几句话想跟你说，所以你先别去，等我说完”，然后书婷单方面的写了一大堆寄给小强儿，当把所有的话说完后，书婷写了最后一封信：“我想说的已经说完了，你去吧，等你忙完我们再联系”

书婷收到了强哥的来信，随后回复：“小强儿， 我知道了，但是我还有最后几句话想跟你说，所以你先别去，等我说完”，这就是第二次挥手，这里发生了两件事情，第一件就是确认收到了强哥来信，知道强哥准备出门和安警官吃面，不能继续写信了，第二个就是书婷还要说几句话，然后书婷继续巴拉巴拉说，等书婷说完之后写了最后一封信：“我想说的已经说完了，你去吧，等你忙完我们再联系”，这是第三次挥手

强哥收到了书婷的来信：“我想说的已经说完了，你去吧，等你忙完我们再联系”，强哥也知道书婷的话也说完了，但是舒婷也并不知道强哥是否收到，所以强哥依然还需要进行回复：“好，我知道了，我吃完面回来找你”

强哥最后回复“好，我知道了，我吃完面回来找你”就是第四次挥手，完成之后，连接销毁

画一张简图：

接下来我们详细的过一遍这个流程：

强哥和舒婷两人相聊甚欢，有一天，安警官约强哥一起吃猪脚面🍜，所以强哥写一封信：“安警官约我吃面，不能给你写信了”，这就是第一次挥手，TCP头部有一个特殊的信息FIN(finish，表示想结束了)，当FIN=1时，说明这次的数据报准备销毁连接了，发送成功后，强哥的状态从ESTAB-LISHED变为FIN-WAIT-1，表示强哥已经说完话结束连接了，看线条1️⃣。

当书婷收到强哥的信之后，知道强哥约了安警官一起吃饭，不能继续写信聊天了，此时书婷的状态从ESTAB-LISHED变为CLOSE-WAIT，表示强哥已经发起了关闭连接。随后书婷写了一封信：“小强儿，你的信我收到了，我知道你要出去吃饭了，但我还有最后几句话要说”，这时候ACK=1表示收到强哥的信了，用于确认数据报，这是第二次挥手，用线条2️⃣表示，当强哥成功收到书婷的信后，强哥的状态从FIN-WAIT-1变为FIN-WAIT-2，表示书婷同意强哥去吃面，也就是同意强哥释放连接。由于接收方(书婷)还没有发起断开连接请求，此时书婷依然可以进行数据传输，图中绿色箭头表示书婷说最后的几句话。

书婷说完之后，写了最后一封信：“我想说的已经说完了，你去吧，等你忙完我们再联系”，这是第三次挥手，TCP头部包含了FIN=1，说明书婷说完了，准备结束了，书婷的状态从CLOSE-WAIT变为LAST-ACK，表示所有数据报都结束了，用线条3️⃣表示

当强哥收到了书婷来信后，强哥也知道了书婷的话也说完了，也准备结束了，强哥也回复最后一封信：“好，那我出门了，等我回来再说”，TCP头部的ACK=1表示确认收到书婷的数据报，这是第四次挥手，用线条4️⃣表示

图中有个特别重要的点，就是状态TIME-WAIT表示等待所有数据报结束，左边还有一个2MSL，MSL是Maximum Segment Lifetime英文的缩写，中文可以译为“报文最大生存时间”，2MSL相当于是数据一个来回的时间，这里为什么要等待这个时间呢？主要是因为发送数据报不可能每次都成功，也有失败的时候，失败就需要重新发送，直到数据报被确认，这里假设第四次挥手线条4️⃣失败，没有发送成功，也没有等待2MSL时间直接关闭进入CLOSED状态，这时候书婷会认为强哥没有收到自己的信，路途中丢失了，那么会再次发送，但是强哥已经处于CLOSED关闭状态了，这样会造成书婷不停的发送，但强哥始终确认不了，所以书婷的连接没有办法释放，迟早奔溃了。

补充的点

这里给大家补充一个点，看到这里我想大家也都知道数据包如果很大，会被分成一个个数据报片段进行传输，那么数据报片段在哪里组装成一个完整的数据呢？有一个地方叫做数据缓冲区

我们继续用强哥和舒婷的例子，书婷无论是从谈吐、气质都是优秀的女孩，那肯定追求者不会少，强哥只是其中之一

画个简图：

这里书婷相当于服务器，而四位追求者相当于客户端，客户端和服务器每一次传输数据都会经过三次握手和四次挥手，数据报片段都会在数据缓冲区进行组装，每次通过四次挥手销毁连接，也就是清除缓冲区释放空间，当我们每次打开浏览器页面的时候，打开几个页面感觉不到卡，那你的打开100个页面试试，当然这跟电脑配置也有关系。

我想大家现在也应该明白，为什么要使用三次握手和四次挥手？理想状态一直连着不好吗？想请求数据随时请求，干嘛还要断开，主要还是因为减少服务器的压力，尽管三次握手和四次挥手会损耗一些时间，但是用这些时间换去服务器的空间是非常划算的。

最后

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