简述TCP协议的三次握手和四次挥手

TCP协议是互联网中的重要基础协议之一，它保证了数据在网络中可靠、有序地传输。而三次握手和四次挥手是TCP协议建立和终止连接的两个关键过程。

一、TCP连接的建立：三次握手

当客户端想要与服务器建立TCP连接时，它会发送一个带有同步序列号（SYN）的标志位的数据段给服务器，以表示希望建立连接。这个SYN包同时携带了客户端的初始序列号（比如ISN=100），用于后续的数据同步。

服务器收到客户端发来的SYN包后，需要确认客户端的SYN。为了完成这一操作，服务器会发送一个包含确认号（ACK）的数据段给客户端。确认号是客户端的序列号加1（如ACK=101），表示服务器接收到了客户端的SYN包，并且已经准备好接收数据了。同时，服务器也会发送自己的SYN包（比如ISN=200）给客户端，以便客户端确认服务器的数据同步请求。

客户端需要向服务器发送一个ACK包，以确认收到了服务器的SYN包。这个ACK包包含的确认号是服务器的序列号加1（如ACK=201）。至此，三次握手过程结束，双方成功建立了连接，并且都已经知道对方的初始序列号，为数据传输做好了准备。

二、TCP连接的终止：四次挥手

当通信结束时，假设是客户端先关闭，它会发送一个带有结束（FIN）标志的数据段给服务器，表示自己已经没有更多数据要发送，但仍可以接收数据。此时，客户端的连接变为半关闭状态，即不再发送数据但可以接收。

服务器收到客户端的FIN后，会发送一个ACK包作为响应。ACK的确认号是客户端的序列号加1，表明服务器已经理解了客户端的关闭意愿，并且开始处理剩余的数据。

处理完所有数据后，服务器也会发送一个FIN包给客户端，表明自己也没有更多数据要发送了。此时，服务器到客户端方向的连接也变为半关闭状态。

客户端收到服务器的FIN包后，需要发送一个ACK包作为最终确认。这个ACK包的确认号同样是服务器的序列号加1。这时，双方都确认了彼此的关闭请求，TCP连接完全终止。

通过上述过程，我们了解到TCP协议通过三次握手来建立一个可靠的连接，并通过四次挥手来优雅地结束这个连接。这些步骤确保了数据传输的完整性和可靠性，即使在复杂的网络环境中也能保证信息的准确无误地传递。了解这些基础知识对于理解互联网运作原理以及进行网络编程都是极其重要的。

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