tcp 三次握手
tcp 連線是通過三次握手進行初始化的。三次握手的目的是同步連線雙方的序列號和確認號並交換 tcp 視窗大小資訊。以下步驟概述了通常情況下客戶端計算機聯絡伺服器計算機的過程：
1. 客戶端向伺服器傳送乙個syn置位的tcp報文，其中包含連線的初始序列號x和乙個視窗大小（表示客戶端上用來儲存從伺服器傳送來的傳入段的緩衝區的大小）。
2. 伺服器收到客戶端傳送過來的syn報文後，向客戶端傳送乙個syn和ack都置位的tcp報文，其中包含它選擇的初始序列號y、對客戶端的序列號的確認x+1和乙個視窗大小（表示伺服器上用來儲存從客戶端傳送來的傳入段的緩衝區的大小）。
3. .客戶端接收到伺服器端返回的syn+ack報文後，向伺服器端返回乙個確認號y+1和序號x+1的ack報文，乙個標準的tcp連線完成。
tcp 使用類似的握手過程來結束連線。這可確保兩個主機均能完成傳輸並確保所有的資料均得以接收
tcp client
flags
tcp server
1 send syn (seq=x)
----syn--->
syn received
2 syn/ack received
<--syn/ack--
send syn (seq=y)， ack (x+1)
3 send ack (y+1)
----ack--->
ack received， connection established
w: isn (initial sequence number) of the client
x: isn of the server
詳解tcp/ip協議的連線建立與釋放
在tcp/ip協議中，tcp協議提供可靠的連線服務，採用三次握手建立乙個連線，如圖1所示。
（1）第一次握手：建立連線時，客戶端a傳送syn包（syn=j）到伺服器b，並進入syn_send狀態，等待伺服器b確認。
（2）第二次握手：伺服器b收到syn包，必須確認客戶a的syn（ack=j+1），同時自己也傳送乙個syn包（syn=k），即syn+ack包，此時伺服器b進入syn_recv狀態。
（3）第三次握手：客戶端a收到伺服器b的syn＋ack包，向伺服器b傳送確認包ack（ack=k+1），此包傳送完畢，客戶端a和伺服器b進入established狀態，完成三次握手。
完成三次握手，客戶端與伺服器開始傳送資料。
圖1 tcp三次握手建立連線
由於tcp連線是全雙工的，因此每個方向都必須單獨進行關閉。這個原則是當一方完成它的資料傳送任務後就能傳送乙個fin來終止這個方向的連線。收到乙個 fin只意味著這一方向上沒有資料流動，乙個tcp連線在收到乙個fin後仍能傳送資料。首先進行關閉的一方將執行主動關閉，而另一方執行被動關閉。
（1）客戶端a傳送乙個fin，用來關閉客戶a到伺服器b的資料傳送（報文段4）。
（2）伺服器b收到這個fin，它發回乙個ack，確認序號為收到的序號加1（報文段5）。和syn一樣，乙個fin將占用乙個序號。
（3）伺服器b關閉與客戶端a的連線，傳送乙個fin給客戶端a（報文段6）。
（4）客戶端a發回ack報文確認，並將確認序號設定為收到序號加1（報文段7）。
tcp採用四次揮手關閉連線如圖2所示。
圖2 tcp四次揮手關閉連線
1．為什麼建立連線協議是三次握手，而關閉連線卻是四次握手呢？
這是因為服務端的listen狀態下的socket當收到syn報文的建連請求後，它可以把ack和syn（ack起應答作用，而syn起同步作用）放在乙個報文裡來傳送。但關閉連線時，當收到對方的fin報文通知時，它僅僅表示對方沒有資料傳送給你了；但未必你所有的資料都全部傳送給對方了，所以你可以未必會馬上會關閉socket,也即你可能還需要傳送一些資料給對方之後，再傳送fin報文給對方來表示你同意現在可以關閉連線了，所以它這裡的ack報文和fin報文多數情況下都是分開傳送的。
2．為什麼time_wait狀態還需要等2msl後才能返回到closed狀態？
這是因為雖然雙方都同意關閉連線了，而且握手的4個報文也都協調和傳送完畢，按理可以直接回到closed狀態（就好比從syn_send狀態到establish狀態那樣）；但是因為我們必須要假想網路是不可靠的，你無法保證你最後傳送的ack報文會一定被對方收到，因此對方處於last_ack狀態下的socket可能會因為超時未收到ack報文，而重發fin報文，所以這個time_wait狀態的作用就是用來重發可能丟失的ack報文。
《tcp連線的狀態轉換圖深度剖析》
參考：
《tcp/ip詳解-卷1》第18章《tcp連線的建立與終止》
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