浅谈Http协议（五）：基于Tcp协议的三次握手和四次挥手

从问题切入能帮我们更好地理解晦涩难懂的概念。很多人都知道http协议是基于Tcp协议创造出来的采用文本方式传输（非二进制传输）的应用层协议，TPC/IP协议是传输层协议，主要解决数据如何在网络中传输，而应用层协议，主要解决如何包装和规范数据。那不经过应用层协议就不能传递数据了吗，当然可以只使用（传输层）TCP/IP协议，但那就像你写了一堆字，却不按语法来写，别人即使看到你的文章，却完全不知道你想表达什么，应用层协议就相当于语言中的语法。

应用层协议有很多，比如HTTP（超文本传输协议）、FTP（文件传输协议）、TELNET（远程登录协议）、SMTP（邮件传输协议）等。现代浏览器默认都支持http协议，也有专门为http协议定制的http服务器。你也可以自己定义应用层协议，只不过所有配套的东西都要自己重新造轮子。

在TCP/IP协议中,要提供可靠的连接服务,需要采用三次握手建立一个可靠连接，为什么建立可靠连接需要三次握手？客户端发起，服务端响应，不是两次握手就可以建立连接了吗？假设没有第三次握手，客户端发出连接请求A，由于网络原因，服务端并没有收到A，于是客户端又发送了连接请求B，并建立了连接，完成通信，断开连接。这时候，服务端突然又收到了A，于是看作是一次新的连接请求，进行第二次握手，由于不存在第三次握手，所以这时已经建立了TCP连接。但实际上客户端并没有发起连接，所以不会传递数据，服务端却一直在等待客户端发数据过来，那么这条连接就会变成一条死连接，造成很大的资源浪费。所以第三次握手的必要性：防止已失效的请求报文段突然又传送到了服务端而造成连接的误判。

断开一个TCP连接时，需要客户端和服务端总共发送4个包以确认连接的断开，即四次挥手确认断开一个连接。为什么是四次挥手呢，客户端发起，服务端响应，再加一次前面说到的确认，三次就可以完成了呀。

TCP协议是全双工协议，就是说双方都可以同时向对方发送或接收数据。当有一方要关闭连接时，会发送指令告知对方，我要关闭连接了。这时对方会回一个ACK，此时一个方向的连接关闭（此时2次挥手了）。但是另一个方向仍然可以继续传输数据，等到发送完了所有的数据后，会发送一个FIN段来关闭此方向上的连接，接收方发送ACK确认关闭连接（此时4次挥手了）。

最后看一下通信领域常见的全双工、半双工、单工概念：

TCP协议可以提供全双工的数据流传输服务，亦即接收的时候可以发送，发送的时候也可以接收，每个连接都相当于两根并行且双向传输的信号线。

http 1.0是半双工协议，遵循请求-响应模式，就是数据可以在客户端和服务端两个方向上传输，但是不能同时传输。它意味着在同一时刻，只有一个方向上的数据传送，每个连接都相当于只有一根可以双向传输的信号线。

http1.1也是半双工协议，依然遵循请求-响应模式，但引入了管道机制，建立了长连接和多路复用,可先后发送多个http请求,不用等待回复,回复按顺序一个一个回复。但是客户端在未收到之前所发出所有请求的响应之前，将会阻塞后面的请求(排队等待)，比如谷歌浏览器最多同时允许同域名下6个并发请求，如果该6个请求一直没有响应，将会引起后续所有请求的阻塞。

http2.0（未普及）是全双工协议，依然遵循请求-响应模式，但客户端发送多个请求和服务端给出多个响应的顺序不受限制，这样既避免了堵塞，又能更快获取响应。在复用同一个TCP连接时，服务器同时(或先后)收到了A、B两个请求，先回应A请求，但由于处理过程非常耗时，于是就发送A请求已经处理好的部分， 接着回应B请求，完成后，再发送A请求剩下的部分。

长连接，指建立一个TCP连接后，可以连续发送多个数据包，在TCP连接保持期间，如果没有数据包发送，需要双方发检测包以维持此连接，一般需要自己做在线维持。 建立连接后，在断开之前，后续每次交互数据包不需要再经过三次握手四次挥手过程。常见头信息中Connection：keep-alive

短连接，是指通信双方有数据交互时，就建立一个TCP连接，数据发送完成后，则断开此TCP连接，每次交互数据都需要经过握手和挥手的繁琐过程，一般银行都使用短连接。常见头信息中Connection：close

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