tcp協議是面向連線的協議，在建立連線的時候需要經過三次握手；在關閉連線的時候需要四次揮手。
圖示[1]
客戶端向服務端傳送乙個特殊的tcp報文段，不包含應用層資料但syn位元位被設定為1。因此這個報文段也稱syn報文段。
同時客戶端會隨機選擇乙個初始的序列號放在該報文段中，一併傳送給服務端。
經過該階段，伺服器確認了客戶端的傳送正常、自己的接收正常。伺服器收到syn報文段後，會為該tcp連線分配tcp快取和變數，並向客戶端傳送允許連線的報文段。
該報文段被稱為synack報文段。不包含應用層資料，但有以下重要資訊：
經過該階段，客戶端確認了自己的傳送和接收正常、對方的傳送和接收正常。客戶端收到synack報文段後，客戶端為該連線分配快取和變數，同時向伺服器傳送另乙個報文段。這個報文段對伺服器的允許連線報文段進行了確認，它具有以下特點：
經過該階段，伺服器確認了客戶端的接收正常、自己的傳送正常。為什麼需要進行三次握手，而不是兩次？
三次握手的目的是建立可靠的通訊通道，而由上述過程可以看出，經過三次握手，伺服器和客戶端都確認了雙方的傳送和接收正常。這三次握手缺一不可。
為什麼要傳回syn
接收端傳回傳送端的syn目的是為了告訴傳送端我確認接收到的確實是你傳送的報文段，而不是其他客戶端傳送的報文段。
tcp連線的建立通常都由客戶端發起，而參與一條tcp連線的兩個程序中的任意一方都能終止該連線。我們假設client向server發起了tcp連線終止的命令。
圖示[^pic2]：
client傳送乙個特殊的報文段，將fin置1，並指定了序列號。
此時client進入fin_wait_1狀態，傳送連線釋放的報文段，並停止再傳送資料，等待server端的確認。
server傳送ack給client，表示接受到了這個報文段，同時上層應用會得知對方發起了關閉連線操作，通常應用程式會對此作出自己的關閉操作。
此時，server端處於close_wait階段，即關閉等待。此時的tcp連線處於半關閉狀態，客戶端到server端的連線釋放。等到client端接收到server的ack之後，進入fin_wait_2狀態。
如果server端也想斷開連線了，那麼server像第一次揮手一樣傳送fin給client，並且指定乙個序列號。
此時server處於last_ack狀態，即最後確認狀態，等待client端的確認。
client傳送ack，確認收到了server的fin報文段
此時client處於time_wait狀態，等待一段時間之後才進入close狀態，目的是確保server端收到了自己的ack。
server端收到了ack之後就進入了close狀態。
2msl等待狀態：
time_wait也稱為2msl等待狀態。每個具體tcp實現必須選擇乙個報文段最大生存時間msl（maximum segment lifetime），它是任何報文被丟棄前再網路內的最長時間。這個時間是有限的，因為tcp報文以ip資料報在網路內傳輸，而ip資料報則有限制其生存時間的ttl欄位。
對乙個具體實現所給定的msl值，處理的原則是：當tcp執行乙個主動關閉，並發回最後乙個ack，該連線必須在time_wait狀態停留的時間為2倍的msl。這樣可讓tcp再次傳送最後的ack以防這個ack丟失（另一端超時並重發最後的fin）。
這種2msl等待的另乙個結果是這個tcp連線在2msl等待期間，定義這個連線的socket（客戶的ip位址和埠號，伺服器的ip位址和埠號）不能再被使用。這個連線只能在2msl結束後才能再被使用
為什麼需要揮手四次？
和建立連線的三次揮手不同，建立連線時，一旦server端收到了syn報文之後，就可以立即回覆synack報文。
而關閉連線的過程中，當server端收到fin報文的時候，很可能不會立刻關閉socket，所以只能先回覆乙個ack報文，告訴對方已經收到了fin，而只有等server端的所有報文都傳送完了，才能傳送fin報文。
四次揮手釋放連線時，為什麼要等待2msl？
保證客戶端傳送的最後乙個ack報文段能夠到達服務端。
這個ack報文段有可能丟失，使得處於last-ack狀態的b收不到對已傳送的fin+ack報文段的確認，服務端超時重傳fin+ack報文段，而客戶端能在2msl時間內收到這個重傳的fin+ack報文段，接著客戶端重傳一次確認，重新啟動2msl計時器，最後客戶端和服務端都進入到closed狀態，若客戶端在time-wait狀態不等待一段時間，而是傳送完ack報文段後立即釋放連線，則無法收到服務端重傳的fin+ack報文段，所以不會再傳送一次確認報文段，則服務端無法正常進入到closed狀態。
防止「已失效的連線請求報文段」出現在本連線中。
客戶端在傳送完最後乙個ack報文段後，再經過2msl，就可以使本連線持續的時間內所產生的所有報文段都從網路中消失，使下乙個新的連線中不會出現這種舊的連線請求報文段。
來自知乎專欄:
↩︎參考掘金「猿人谷」的文章：
↩︎
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