一、報文結構介紹

　　在開始講TCP連接過程時，還是先看看TCP報文的格式如圖1所示。IP數據報此時由IP頭部+TCP頭部+TCP數據組成。不帶選項的TCP頭部是20字節長，而帶選項的，TCP頭部最長可達60字節。常見的選項包括最大的大小（MSS），時間戳（傳輸控制時使用）、窗口縮放（流量控制時使用）、選擇性ACK（傳輸控制時使用）。我們來具體看下TCP頭部字段如圖2所示。

圖1 IP數據報中TCP封裝

　　圖2所示的即是TCP頭部的詳細結構。源端口與目的端口和源IP及目的IP這四元組唯一標識每個TCP連接。序列號（Sequence Number）字段標識TCP的一端到另一端的數據流的第一個開始字節（例如發送端發送的數據總字節長度為1000字節，假定序列號從1開始，總的序列號是1-1000，TCP會給每個字節賦予一個序列號）。通過序列號來代表發送端到接收端的數據，接收端接收到數據後，即可通過確認號（ACK）來發送給發送端，讓發送端知道數據已被接受。這個ACK號是由接收到的數據的序列號加1，代表接收端希望接收的下一個數據的序列號。（註：ACK是不占用序列號的，原因是接收端發送ACK給發送端後，發送端的ISN是等於此時接收到的ACK號）。

圖2 TCP頭部結構

　　頭部長度的單位32bit，所以這也定義了TCP的長度最大為4*15=60字節。八個標誌位中（CWR、ECE。。。等），這裏先每個介紹，後面文章有用到時在另行介紹。我們來主要了解下ACK、SYN、FIN。ACK即確認，連接建立後一般都是啟用狀態。SYN用於初始化一個連接的同步序列號。當發送方已經結束數據的發送時，即發送FIN報文段給接收端。窗口大小在TCP流量控制中會重點講解。

二、TCP連接的建立與終止

　　如圖3所示即為TCP連接建立與終止的過程圖。

圖3 TCP連接的建立與終止

TCP建立的三次握手：

　　1、發送端發送一個SYN報文段（SYN位被置位），SYN中包含TCP目的端口和發送端的初始序列號（圖中ISN(c)），同時攜帶著TCP選項數據。

　　2、接收端收到發送端連接請求後，接收端發送自己SYN報文段（包含ISN(s)），同時對發送端的SYN進行確認，如前所述，接收端發送的ACK是ISN(c)+1。此時ACK位與SYN位都被置位。接收端發送SYN+ACK到發送端。

　　3、發送端接收到接收端的SYN+ACK數據後，對ISN(s)進行確認，發送ACK為ISN(s)+1的報文段給接收端。

TCP斷開的四次握手：

　　1、TCP協議規定通過發送一個FIN段（FIN被置位）來發起關閉操作，圖3中發送端發送FIN段給接收端，告知它數據已發送完畢，請求斷開TCP連接。同時FIN報文段還包含著對最近收到的數據進行ACK。

　　2、接收端接收端FIN報文段後，對FIN進行確認，發送ACK=k+1給發送端。

　　3、接收端將連接關閉發送給上層應用程序，由應用程序發起連接關閉操作。此時接收端由被動關閉連接壯成主動，並發送FIN報文段給發送端。報文的序列號為L（這裏也可看出上一步驟中發送ACK序列號也為L，因為ACK不占用序列號，所以這裏的FIN的序列號也為L）。

　　4、發送端接收到FIN後，發送回ACK給接收端後，TCP連接終止。如果FIN丟失，發送FIN的那端需要重新發送FIN，知道接收到ACK為止。

三：總結

　　如前所述，建立一個TCP連接需要3個報文段，而關閉TCP連接需要4個報文段。

TCP詳解——連接建立與斷開