TCP/IP协议的三次握手与四次挥手
一、TCP报文格式
上面图中有几个字段重点介绍一下：
- 序号：Seq序号，占32位，用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流，发起方发送数据时对此进行标记。
- 确认序号：Ack序号，占32位，只有ACK标志为1时，确认序号字段才有效，Ack=Seq+1。
- 标志位：共6个，即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等，具体含义如下：
(A)URG：紧急指针(urgent pointer)有效。
(B)ACK：确认序号有效。
(C)PSH：接收方应该尽快将这个报文交给应用层。
(D)RST：重置连接。
(E)SYN：发起一个新连接。
(F)FIN：释放一个连接。
需要注意的是：
(A)不要将确认序号Ack与标志位中的ACK搞混了。
(B)确认方Ack=发起方Req+1，两端配对。
二、三次握手
三次握手即建立TCP连接，就是指建立一个TCP连接时，需要客户端和服务端总共发送三个包以确认连接的建立。在socket编程中，这一过程由客户端执行connect来触发，这个流程如下图所示：
解析步骤：
（1）第一次握手：Client将标志位SYN置为1，随机产生一个值seq=J，并将该数据包发送给Server，Client进入SYN_SENT状态，等待Server确认。
（2）第二次握手：Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接，Server将标志位SYN和ACK都置为1，ack=J+1，随机产生一个值seq=K，并将该数据包发送给Client以确认连接请求，Server进入SYN_RCVD状态。
（3）第三次握手：Client收到确认后，检查ack是否为J+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=K+1，并将该数据包发送给Server，Server检查ack是否为K+1，ACK是否为1，如果正确则连接建立成功，Client和Server进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后Client与Server之间就可以开始传输数据了。
三、四次挥手
四次挥手即终止TCP连接，就是指断开一个TCP连接时，需要客户端和服务端总共发送4个包来确认连接的断开。在socket编程中，这一过程由客户端或服务器任一方执行close来触发，整个流程如下图所示：
由于TCP连接是全双工的，因此，每个方向都必须要单独进行关闭，这一原则是当一方完成数据发送任务后、发送一个FIN来终止这一方向的连接，收到一个FIN只是意味着这一方向上没有数据流动了，即不会再收到数据了，但是在这个TCP连接上仍然能够发送数据，直到这一方也发送了FIN。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方则执行被动关闭。
解析步骤：
（1）第一次挥手：Client发送一个FIN，用来关闭Client到Server的数据传送，Client进入FIN_WAIT_1状态。
（2）第二次挥手：Server收到FIN后，发送一个ACK给Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号），Sever进入CLOSE_WAIT状态。
（3）第三次握手：Server发送一个FIN，用来关闭Sever到Client的数据传送，Sever进入LAST_ACK状态。
（4）第四次挥手：Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给Server，确认序号为收到序号+1，Server进入CLOSED状态，完成四次挥手。
上面所述的是：一方主动关闭，另一方被动关闭的情况，但是实际中还会出现下列一种情况：
客户端和服务器会同时发动主动关闭的情况：
具体流程如下图：
解析步骤和上面类似。
四、总结。
1.为什么建立连接是三次握手，而关闭连接却是四次挥手呢?
解析：这是因为服务端在LISTEN状态下，收到建立连接请求的SYN报文后，把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。而关闭连接时，当收到对方的FIN报文时，仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据，己方也未必全部数据都发送给对方了，所以己方可以立即close，也可以发送一些数据给对方后，再发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接，因此，己方ACK和FIN一般都会分开发送。
2.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？
解析：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。