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TCP（传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的传输层协议，用于在网络中的两个应用程序之间建立可靠的通信连接。TCP的核心特征之一是它使用“三次握手”过程来建立连接，以及“四次挥手”过程来终止连接。

三次握手（建立连接）

三次握手过程确保双方都准备好进行通信，并同步双方的序列号和确认号。

1. SYN：客户端发送一个SYN（同步序列编号）报文给服务器。这个报文包含客户端的初始序列号，用于开始数据传输。

2. SYN-ACK：服务器接收到客户端的SYN报文后，发送一个SYN-ACK（同步和确认）报文作为响应。该报文包含服务器的初始序列号，以及对客户端SYN报文的确认号（客户端序列号+1）。

3. ACK：客户端接收到服务器的SYN-ACK报文后，发送一个ACK（确认）报文。这个ACK报文包含对服务器SYN报文的确认号（服务器序列号+1）。

完成这三个步骤后，TCP连接建立，数据传输可以开始。

四次挥手（终止连接）

四次挥手过程用于终止双方之间的TCP连接，确保双方都清楚地了解连接已经关闭。

1. FIN：当通信的一方完成数据传输后，它会发送一个FIN（结束）报文，表示它已经没有数据要发送了。

2. ACK：接收FIN报文的另一方会回复一个ACK报文，确认接收到了对方的终止请求。

3. FIN：接收到ACK报文的一方，如果也决定关闭连接，会发送另一个FIN报文给对方。

4. ACK：最后，接收到第二个FIN报文的一方发送一个ACK报文作为回应，然后关闭连接。

这个过程中，双方都可以单独地关闭它们的发送方向的连接。这意味着TCP连接的终止是双向独立进行的。完成这四个步骤后，连接被完全关闭。

三次握手和四次挥手是TCP协议确保可靠通信的重要机制，它们允许可靠地建立和终止网络连接，确保数据的准确传输和接收。
三次握手和四次挥手之所以被设计成这样，是为了确保TCP（传输控制协议）网络通信的可靠性和完整性。每一步都有其特定的目的和原因。

三次握手（建立连接）

1. 为什么是三次：

   • 第一次握手（SYN）：客户端向服务器发送一个SYN报文来开始建立连接，表示客户端准备好了，并通知服务器其初始序列号。
   • 第二次握手（SYN-ACK）：服务器回应客户端的SYN请求，发送SYN-ACK报文。这不仅确认了客户端的初始序列号，也通知客户端服务器准备好了，并提供服务器的初始序列号。
   • 第三次握手（ACK）：客户端再次发送ACK报文给服务器，确认接收到了服务器的初始序列号。这个步骤是必需的，因为TCP是全双工通信，需要保证双方都准备好发送和接收数据。

   通过三次握手，TCP确保双方都准备好进行通信，并且交换了序列号，这对于可靠的数据传输至关重要。

四次挥手（终止连接）

1. 为什么是四次：

   • 第一次挥手（FIN）：一方（通常是客户端）完成数据传输后，发送FIN报文表示希望终止连接。
   • 第二次挥手（ACK）：另一方（服务器）收到FIN后，发送ACK报文作为确认，但可能仍有数据需要发送，因此不立即关闭连接。
   • 第三次挥手（FIN）：当另一方（服务器）也准备好关闭连接时，它会发送另一个FIN报文给最初发起终止请求的一方。
   • 第四次挥手（ACK）：最初发起终止请求的一方收到第二个FIN后，发送ACK报文作为回应，然后关闭连接。

   因为TCP连接是全双工的，所以每个方向的终止都需要单独的确认。这就是为什么需要四次挥手来关闭连接。每一步都确保连接的一方能够独立地关闭其发送方向的连接。

总的来说，三次握手和四次挥手的设计是为了确保TCP连接的可靠建立和可靠终止，防止数据丢失，并处理可能出现的网络延迟和错误。这些机制使TCP成为一个可靠的传输协议，适用于需要保证数据完整性和顺序的应用，如Web浏览、文件传输、电子邮件等。