TCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议，提供可靠的面向连接的服务，采用三次握手建立连

SYN：同步***，用来发起一个连接。SYN=1的报文不能携带数据，但是消耗掉一个序号。连接建立时用于同步序号。当SYN=1，ACK=0时表示：这是一个连接请求报文段。若同意连接，则在响应报文段中使得SYN=1，ACK=1。因此，SYN=1表示这是一个连接请求，或连接接受报文。SYN这个标志位只有在TCP建产连接时才会被置1，握手完成后SYN标志位被置0。

ACK：确认标识，当ACK=1时确认字段才有效。

seq：***，即数据包本身的***，为连接以后传输数据使用；TCP把连接中发送的所有数据字节都编上一个序号，第一个字节的编号由本地随机产生；给字节编上序号后，就给每一个报文段指派一个序号；***seq就是这个报文段中的第一个字节的数据编号。

ack：对收到数据包的确认，值是等待接受的数据包的***（即期望对方继续发送的那个数据包的***）。

FIN：用来释放一个连接。FIN=1表示：此报文段的发送方的数据已经发送完毕，并要求释放运输连接

 

TCP三次握手过程

第一次：客户端C向服务端S发送连接请求报文，该报文首部中的SYN=1，ACK=0，随机选取一个***seq=i作为初始***。此时，客户端进入SYN_SEND同步已发送状态。

第二次：服务端收到客户端的连接请求报文，如果同意建立连接，则发送确认报文。确认报文首部中SYN=1、ACK=1、ack=i+1、seq=j（服务端的初始***）。此时，服务器进入SYN_RCVD同步收到状态。

第三次：客户端收到服务端的确认报文之后，会向服务器发送确认报文，告诉服务器收到了它的确认报文并准备建立连接。确认报文首部中SYN=0、ACK=1、ack=j+1、seq=i+1。服务端收到客户端确认报文，此时，服务端进入ESTABLISHED已建立连接状态。

TCP三次握手理论背景

(a)TCP提供可靠的面向连接的服务，TCP是全双工的，即任意一端可以发送数据，也可以接受数据，需要有一个发送***和接受***。

(b)TCP三次握手的目的是同步连接双方的***和确认号，并交换TCP窗口大小信息，确认双方有收发数据的能力。

为什么不是两次握手或四次握手？

防止失效的连接请求报文段被服务端接受，从而产生错误

四次挥手过程

1）客户端进程发出连接释放报文，并且停止发送数据。释放数据报文首部，FIN=1，其***为seq=u（等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1），此时，客户端进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态。 TCP规定，FIN报文段即使不携带数据，也要消耗一个序号。

2）服务器收到连接释放报文，发出确认报文，ACK=1，ack=u+1，并且带上自己的***seq=v，此时，服务端就进入了CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。TCP服务器通知高层的应用进程，客户端向服务器的方向就释放了，这时候处于半关闭状态，即客户端已经没有数据要发送了，但是服务器若发送数据，客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间，也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。

3）客户端收到服务器的确认请求后，此时，客户端就进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待服务器发送连接释放报文（在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据）。

4）服务器将最后的数据发送完毕后，就向客户端发送连接释放报文，FIN=1，ack=u+1，由于在半关闭状态，服务器很可能又发送了一些数据，假定此时的***为seq=w，此时，服务器就进入了LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。

5）客户端收到服务器的连接释放报文后，必须发出确认，ACK=1，ack=w+1，而自己的***是seq=u+1，此时，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态。注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2∗∗MSL（最长报文段寿命）的时间后，当客户端撤销相应的TCB后，才进入CLOSED状态。

6）服务器只要收到了客户端发出的确认，立即进入CLOSED状态。同样，撤销TCB后，就结束了这次的TCP连接。可以看到，服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。

为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次握手？

因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时，当Server端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉Client端，"你发的FIN报文我收到了"。只有等到我Server端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四步握手。

为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态？

虽然按道理，四个报文都发送完毕，我们可以直接进入CLOSE状态了，但是我们必须假象网络是不可靠的，有可以最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。在Client发送出最后的ACK回复，但该ACK可能丢失。Server如果没有收到ACK，将不断重复发送FIN片段。所以Client不能立即关闭，它必须确认Server接收到了该ACK。Client会在发送出ACK之后进入到TIME_WAIT状态。Client会设置一个计时器，等待2MSL的时间。如果在该时间内再次收到FIN，那么Client会重发ACK并再次等待2MSL。所谓的2MSL是两倍的MSL(Maximum Segment Lifetime)。MSL指一个片段在网络中最大的存活时间，2MSL就是一个发送和一个回复所需的最大时间。如果直到2MSL，Client都没有再次收到FIN，那么Client推断ACK已经被成功接收，则结束TCP连接。