我们都知道 TCP 的连接和关闭过程，简称为三次握手和四次挥手。
这次我们使用 wireshark 这个抓包工具从报文段( 分组 )的角度进一步了解其报文传输过程，对所谓的三次握手和四次挥手有一个感性的认识。
1.简述三次握手过程
1). 主动开启者(通常称为客户端)发送一个 SYN 报文段(即一个在 TCP 头部的SYN位字段置位的 TCP/IP 数据包),并指明自己想要连接的端口号和它的客户端初始序列号(记为IsN(c))。通常,客户端还会借此发送一个或多个选项。客户端发送的这个 SYN 报文段称作段1;
2).服务器也发送自已的 SYN 报文段作为响应,并包含了它的初始序列号(记作 ISN(s))。该段称作段2。此外,为了确认客户端的 SYN,服务器将其包含的 ISN(C) 数值加1后作为返回的 ACK 数值。因此,每发送一个 SYN,序列号就会自动加1。这样如果出现丢失的情况,该 SYN 段将会重传;
3).为了确认服务器的 SYN,客户端将 ISN(S) 的数值加1后作为返回的 ACK 数值。这称作段3。
2.使用 wireshark 进行抓包
我们尝试登录 Web 服务器进行 TCP 连接,并且立刻退出：
# telnet 123.57.134.153 80
...
...
# quit
wireshark 抓包的结果如下所示：
我们可以看到三次握手的过程中即为三次报文发送过程：[SYN] 、[SYN ACK] 和 [ACK]
我们来看客户端向服务器发送的 SYN 请求报文段内容：
[SYN] 报文段的初始序列号 Seq 为 0, 但是下方的详细报文内容中可以看到 Sequence number: 0 (relative sequence number) 这个字段描述，这说明该序列号 IsN(c) 只是相对序列号，因为没有任何报文段发出，所以是0。还可以看到 Sequence number (raw): 852679803 的字段，这说明初始序列号是 852679803,本质上并不是 0。（其实这个初始序列号是采用半随机的方法产生的，具体的产生方法本人也不是很清楚，需要查看 RFC 白皮书）
然后是服务器发来的 [SYN ACK] 报文段：
该报文段是服务器发送自己的连接请求 SYN, 并且对客户端发来的 [SYN] 报文段进行确认，即确认字段置位，并且确认号为 IsN(c) + 1，即相对的确认号为 1，但是绝对的确认号就是上面的 852679803 加1。也就是在详细报文内容中的两个字段：Acknowledgment number: 1 (relative ack number) 和 Acknowledgment number (raw): 852679804。并且服务端有自己的初始序列号INC(S)， 相对序列号为 0, 绝对序列号为 852679804。
三次握手的最后一个报文段是客户端对服务端发来的 [SYN+ACK] 进行的确认报文段 [ACK]:
其中最重要的字段就是确认号，其值服务器发来的 [SYN ACK] 的报文段的序列号加一，也就是详细报文内容中的： Acknowledgment number: 1 (relative ack number) 和 Acknowledgment number (raw): 1797564312。
这样，经过三次报文交换，连接就建立了。
3.简述四次挥手过程
还是这张示意图：
1.连接的主动关闭者发送一个 FIN 段指明接收者希望看到的自已当前的序列号 Seq。 FIN 段还包含了一个 ACK 段用于确认对方最近一次发来的数据。
2.连接的被动关闭者将 Seq 的数值加1作为响应的 ACK 值,以表明它已经成功接收到
主动关闭者发送的 FIN。此时,上层的应用程序会被告知连接的另一端已经提出了关闭的请求。通常,这将导致应用程序发起自已的关闭操作。接着,被动关闭者将身份转变为主动关
闭者,并发送自已的 FIN。
3.为了完成连接的关闭,最后发送的报文段还包含一个 ACk 用于确认上一个 FIN。值
得注意的是,如果出现 FIN 丢失的情况,那么发送方将重新传输直到接收到一个 ACK 确认为止。
4.使用 wireshark 进行抓包分析四次挥手
1.首先主动关闭者（这里的例子是服务器主动关闭）会发送一个 [FIN ACK] 报文：
其中 FIN 字段用于表示请求释放连接，还包含对上次的报文的确认号 ACK。
2.被动关闭者（客户端）对主动关闭者发来的 [FIN] 报文段进行确认，确认号是主动关闭者的Seq 的数值加1：
3.被动关闭者（客户端）发起自己的关闭操作，接着,被动关闭者（客户端）将身份转变为主动关闭者,并发送自已的 [FIN]：
4.最后，主动关闭者还要对被动关闭者（客户端）发来的自己的 [FIN] 进行确认,确认号为上个报文段的序列号 Seq 加1：
综上所述,建立一个TCP连接需要3个报文段,而关闭一个TCP连接需要4个报文段。并且我们使用 wireshark 对每个报文段进行了分析，希望大家对这个看不见的报文交换已经有一个感性的认识了。
每天进步一点点！
2020/7/12 成都