1、TCP三次握手
TCP建立連接需要進(jìn)行“三次握手”：
TCP三次握手過程描述如下：
客戶端發(fā)送連接請(qǐng)求報(bào)文：SYN標(biāo)志位為1，ACK標(biāo)志位為0巍扛，序列號(hào)seq為x吠昭。然后客戶端進(jìn)入SYN_SENT狀態(tài)，等待服務(wù)器的確認(rèn)響應(yīng)蒲肋；
服務(wù)器收到客戶端的連接請(qǐng)求，對(duì)這個(gè)SYN報(bào)文段進(jìn)行確認(rèn)，發(fā)送：SYN標(biāo)志位為1距糖，ACK標(biāo)志位為1，序列號(hào)seq為y，確認(rèn)序列號(hào)ack為x+1浓领。此時(shí)服務(wù)器進(jìn)入SYN_RCVD狀態(tài)；
客戶端收到服務(wù)器的SYN+ACK報(bào)文段，確認(rèn)ACK后祸泪，發(fā)送：SYN標(biāo)志位為0，ACK標(biāo)志位為1微王，序列號(hào)seq為x+1，確認(rèn)序列號(hào)ack為y+1罩旋。發(fā)送完成后，客戶端和服務(wù)器端都進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)浴骂，完成TCP三次握手。
2、TCP四次揮手
TCP斷開連接需要進(jìn)行“四次揮手”：
TCP四次揮手過程描述如下：
主機(jī)1（可以使客戶端，也可以是服務(wù)器端）發(fā)送：FIN標(biāo)志位為1伊诵，ACK標(biāo)志位為0，序列號(hào)seq為u份氧。此時(shí)蜗帜，主機(jī)1進(jìn)入FIN_WAIT_1狀態(tài)宴偿。
主機(jī)2收到了主機(jī)1發(fā)送的FIN報(bào)文段窄刘，向主機(jī)1回一個(gè)ACK報(bào)文段：FIN標(biāo)志位為1，ACK標(biāo)志位為1，序列號(hào)seq為v沮焕，確認(rèn)序列號(hào)ack為u+1。主機(jī)1進(jìn)入FIN_WAIT_2狀態(tài)络它；主機(jī)2進(jìn)入CLOSE_WAIT狀態(tài)化戳。
主機(jī)2向主機(jī)1發(fā)送FIN報(bào)文段：FIN標(biāo)志位為1点楼，ACK標(biāo)志位為1掠廓，序列號(hào)seq為w蟀瞧，確認(rèn)序列號(hào)ack為u+1。請(qǐng)求關(guān)閉連接，同時(shí)主機(jī)2進(jìn)入LAST_ACK狀態(tài)踏枣。
主機(jī)1收到主機(jī)2發(fā)送的FIN報(bào)文段间驮，向主機(jī)2發(fā)送ACK報(bào)文段：FIN標(biāo)志位為1蜻牢，ACK標(biāo)志位為1，序列號(hào)seq為u+1抱虐，確認(rèn)序列號(hào)ack為w+1。谣沸，然后主機(jī)1進(jìn)入TIME_WAIT狀態(tài)；主機(jī)2收到主機(jī)1的ACK報(bào)文段以后，就關(guān)閉連接举农；此時(shí)，主機(jī)1等待2MSL后依然沒有收到回復(fù)棱貌，則證明Server端已正常關(guān)閉突雪，那么惹想，主機(jī)1也可以關(guān)閉連接了嘀粱。
3辰狡、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖
4宛篇、幾個(gè)問題
4.1 TCP中“全雙工的字節(jié)流”含義的理解叫倍！
（1）全雙工：
意味著，TCP的收發(fā)是可以同時(shí)進(jìn)行的听诸。也就是說收的時(shí)候可以發(fā)晌梨，發(fā)的時(shí)候也可以收赛糟，兩者互不沖突璧南。
（2）字節(jié)：
意味著，無論物理層或鏈路層收到的數(shù)據(jù)是否為一個(gè)個(gè)bit的數(shù)據(jù)豆混，在TCP層一定是一個(gè)個(gè)字節(jié)皿伺。
（3）流：
意味著鸵鸥，socket的數(shù)據(jù)無頭無尾，就像流水一樣宋税，如果從中間任意位置起杰赛，你無法知道一個(gè)消息包確切的開始或結(jié)束位置矮台，除非從TCP的頭開始算起。也就是意味著辰晕，我們在應(yīng)用層編程時(shí)确虱，必須定義一個(gè)應(yīng)用層的包頭，從收到的第一個(gè)字節(jié)開始唱较，通過該包頭能確定一個(gè)包的長度南缓，然后根據(jù)包的長度荧呐，確定一個(gè)個(gè)包的起止位置倍阐。這也就是我們看到所有的TCP的socket編程中峰搪，都需要定義一個(gè)包頭的原因。
4.2 為什么是“三次握手”使套？
因?yàn)門CP是“全雙工通信”侦高。
前提1：TCP協(xié)議要保證雙方可以建立可靠的通信奉呛。 即 發(fā)送端、接收端要確認(rèn)自己發(fā)送的信息對(duì)方能接收到危尿，對(duì)方發(fā)送的信息自己能接收到。（必須確認(rèn)收罗晕、發(fā)正常）
前提2：在前提1的情況下“握手”的次數(shù)越少越好小渊。
（1）第一次握手
發(fā)送端向接受端發(fā)送一個(gè)SYN包茫叭。
發(fā)送端：無法確認(rèn)自己發(fā)送的信息對(duì)方是否收到揍愁。
（2）第二次握手
接收端收到SYN包之后，接收端回一個(gè)ACK包谬擦。
發(fā)送端：可以確定自己發(fā)送的信息能被對(duì)方收到惨远，也能確定對(duì)方發(fā)的信息自己能收到。
接收端：只能確定對(duì)方發(fā)的包自己能收到北秽， 無法確定自己發(fā)的包對(duì)方能收到贺氓。
（3）第三次握手
發(fā)送端接收到SYN掠归，之后再發(fā)一個(gè)ACK虏冻。
接收端：能夠確定字節(jié)發(fā)送的消息厨相，發(fā)送端能夠收到蛮穿。
4.3 三次握手建立連接時(shí)单刁，發(fā)送方再次發(fā)送確認(rèn)（第三次握手）的必要性？
主要是為了防止發(fā)送方已失效的連接請(qǐng)求報(bào)文段突然又傳到了B府适，因而產(chǎn)生錯(cuò)誤羔飞。假定出現(xiàn)一種異常情況，即A發(fā)出的第一個(gè)連接請(qǐng)求報(bào)文段并沒有丟失檐春，而是在某些網(wǎng)絡(luò)結(jié) 點(diǎn)長時(shí)間滯留了逻淌，一直延遲到連接釋放以后的某個(gè)時(shí)間才到達(dá)B，本來這是一個(gè)早已失效的報(bào)文段疟暖。但B收到此失效的連接請(qǐng)求報(bào)文段后卡儒，就誤認(rèn)為是A又發(fā)出一次 新的連接請(qǐng)求，于是就向A發(fā)出確認(rèn)報(bào)文段俐巴，同意建立連接骨望。假定不采用三次握手，那么只要B發(fā)出確認(rèn)欣舵，新的連接就建立了，這樣一直等待A發(fā)來數(shù)據(jù)糠亩，B的許多 資源就這樣白白浪費(fèi)了。
4.4 四次揮手釋放連接時(shí)，等待2MSL的意義滞项？
原因有二：
（1）保證TCP協(xié)議的全雙工連接能夠可靠關(guān)閉。
（2）保證這次連接的重復(fù)數(shù)據(jù)段從網(wǎng)絡(luò)中消失疚宇。
先說第一點(diǎn)，如果Client直接CLOSED了榜揖，那么由于IP協(xié)議的不可靠性或者是其它網(wǎng)絡(luò)原因物蝙，導(dǎo)致Server沒有收到Client最后回復(fù)的ACK钠导。那么Server就會(huì)在超時(shí)之后繼續(xù)發(fā)送FIN票堵，此時(shí)由于Client已經(jīng)CLOSED了，就找不到與重發(fā)的FIN對(duì)應(yīng)的連接，最后Server就會(huì)收到RST而不是ACK，Server就會(huì)以為是連接錯(cuò)誤把問題報(bào)告給高層。這樣的情況雖然不會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失吗货，但是卻導(dǎo)致TCP協(xié)議不符合可靠連接的要求警检。所以窥摄，Client不是直接進(jìn)入CLOSED崭放，而是要保持TIME_WAIT，當(dāng)再次收到FIN的時(shí)候，能夠保證對(duì)方收到ACK边锁，最后正確的關(guān)閉連接则拷。
再說第二點(diǎn)，如果Client直接CLOSED，然后又再向Server發(fā)起一個(gè)新連接笙纤，我們不能保證這個(gè)新連接與剛關(guān)閉的連接的端口號(hào)是不同的腥椒。也就是說有可能新連接和老連接的端口號(hào)是相同的洒放。一般來說不會(huì)發(fā)生什么問題惋戏，但是還是有特殊情況出現(xiàn)：假設(shè)新連接和已經(jīng)關(guān)閉的老連接端口號(hào)是一樣的，如果前一次連接的某些數(shù)據(jù)仍然滯留在網(wǎng)絡(luò)中，這些延遲數(shù)據(jù)在建立新連接之后才到達(dá)Server欧漱，由于新連接和老連接的端口號(hào)是一樣的，又因?yàn)門CP協(xié)議判斷不同連接的依據(jù)是socket pair，于是郊丛，TCP協(xié)議就認(rèn)為那個(gè)延遲的數(shù)據(jù)是屬于新連接的揍瑟，這樣就和真正的新連接的數(shù)據(jù)包發(fā)生混淆了底循。所以TCP連接還要在TIME_WAIT狀態(tài)等待2倍MSL灭袁，這樣可以保證本次連接的所有數(shù)據(jù)都從網(wǎng)絡(luò)中消失逢唤。
4.5 什么是2MSL ?
MSL是Maximum Segment Lifetime英文的縮寫著恩，中文可以譯為“報(bào)文最大生存時(shí)間”伍茄，他是任何報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)上存在的最長時(shí)間曹仗，超過這個(gè)時(shí)間報(bào)文將被丟棄啼器。因?yàn)閠cp報(bào)文（segment）是ip數(shù)據(jù)報(bào)（datagram）的數(shù)據(jù)部分损谦，具體稱謂請(qǐng)參見《數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)各層中的稱呼》一文，而ip頭中有一個(gè)TTL域，TTL是time to live的縮寫，中文可以譯為“生存時(shí)間”涩蜘，這個(gè)生存時(shí)間是由源主機(jī)設(shè)置初始值但不是存的具體時(shí)間误窖，而是存儲(chǔ)了一個(gè)ip數(shù)據(jù)報(bào)可以經(jīng)過的最大路由數(shù)，每經(jīng)過一個(gè)處理他的路由器此值就減1培漏，當(dāng)此值為0則數(shù)據(jù)報(bào)將被丟棄，同時(shí)發(fā)送ICMP報(bào)文通知源主機(jī)。RFC 793中規(guī)定MSL為2分鐘胸梆，實(shí)際應(yīng)用中常用的是30秒秽荤，1分鐘和2分鐘等晨继。
2MSL即兩倍的MSL餐屎，TCP的TIME_WAIT狀態(tài)也稱為2MSL等待狀態(tài)，當(dāng)TCP的一端發(fā)起主動(dòng)關(guān)閉，在發(fā)出最后一個(gè)ACK包后菇曲，即第3次握手完成后發(fā)送了第四次握手的ACK包后就進(jìn)入了TIME_WAIT狀態(tài)孵户，必須在此狀態(tài)上停留兩倍的MSL時(shí)間，等待2MSL時(shí)間主要目的是怕最后一個(gè)ACK包對(duì)方?jīng)]收到胁镐，那么對(duì)方在超時(shí)后將重發(fā)第三次握手的FIN包，主動(dòng)關(guān)閉端接到重發(fā)的FIN包后可以再發(fā)一個(gè)ACK應(yīng)答包。在TIME_WAIT狀態(tài)時(shí)兩端的端口不能使用伴箩，要等到2MSL時(shí)間結(jié)束才可繼續(xù)使用。當(dāng)連接處于2MSL等待階段時(shí)任何遲到的報(bào)文段都將被丟棄。不過在實(shí)際應(yīng)用中可以通過設(shè)置SO_REUSEADDR選項(xiàng)達(dá)到不必等待2MSL時(shí)間結(jié)束再使用此端口瘫怜。
TTL與MSL是有關(guān)系的但不是簡單的相等的關(guān)系，MSL要大于等于TTL鲜屏。
