关于TCP三次握手和四次挥手的疑点

参考文章：浅谈TCP三次握手和四次挥手

1、三次握手的作用
（1）确保双方收到对方的初始序列号：客户端发送SYN包，服务器回复SYN-ACK包，客户端再回复ACK包，确保双方都接收到对方的序列号。
（2）防止重复的连接初始化：如果网络中存在旧的连接请求包，三次握手可以确保不会因为这些旧包而错误地建立连接。
（3）同步序列号：在建立连接时，双方需要同步各自的序列号，以确保后续数据传输的顺序和完整性。

2、为什么能防止重复连接初始化？
客户端发送的旧SYN报文如果比新报文先到达服务端，服务端会回复SYN+ACK，但客户端发现确认号不对，就会发送RST终止连接。这样旧的连接请求就不会建立，而新的SYN之后到达时就能正常建立连接。
通过返回的确认ACK信息中的序列号，判断是否是当前连接的请求，从而即时发送RTS报文终止连接，避免服务器为连接分配资源造成浪费；

3、为什么要四次挥手？
四次挥手的主要目的是为了确保双方都已经完全准备好关闭连接，避免数据丢失或中断。具体原因如下：
双向关闭：TCP连接是全双工的，需要双方分别关闭发送和接收信道。四次挥手确保双方都确认了关闭操作。
数据传输完毕：通过FIN和ACK的交换，确保所有数据都已传输和接收完毕，没有遗漏。
避免资源浪费：确保双方的连接资源都已释放，防止因未完全关闭连接而造成资源浪费。

备注：为什么是四次挥手不是三次挥手，因为TCP连接是全双工，任何一端都是具有发送和接受功能的，如果是三次，也就是在第二次服务端回复ACK信息时，加上Fin终结发送指令，有可能服务端此时还没有数据还没有传输处理完成，需要等待传输完成后，再发送Fin终结指令，所以将三次拆成四次；

4、为什么TIME_WAIT要等待2MSL？
在挥手过程中，客户端在发送最后一个ACK包后会进入一个称为TIME_WAIT状态，持续2MSL（Maximum Segment Lifetime，最大报文段生存时间）。主要原因如下：

确保最后的ACK包被接收：如果服务器没有收到最后的ACK包，会重发FIN包。客户端处于TIME_WAIT状态可以确保它有足够的时间接收和处理重发的FIN包，再次发送ACK包。
防止旧连接数据混淆：2MSL的等待时间确保了连接的旧数据包在网络中消失，避免新连接中出现旧连接的数据包混淆。

备注：为什么是2MSL，客户端发送ACK到服务端需要1MSL，服务端到客户端重发FIN需要1MSL，2MSL是客户端能接受到服务端重发的FIN的最小时间段；
并且这个时间段，防止旧连接的报文干扰新连接的收发，防止在新连接的时候误识别为需要关闭，等待旧连接的报文在网络中消失；