一、基本描述

TCP協議為提供面向連線的服務，需要先建立連線，然後才可以通訊，通訊結束時，需要斷開連線。

二、建立連線流程

建立連線的過程也叫做三次握手，流程如下：

1、首先，一定是由客戶端發起連線請求，服務端來接收連線請求。客戶端發起連線請求後，會先給服務端傳送一個SYN包。

2、服務端收到SYN包，會回覆SYN的ACK，同時再回復SYN,但SYN和ACK是一起傳送的。

客戶端收到了SYN+ACK包，完成了客戶端到服務端單向連線的建立，然後給服務端回覆ACK包。

3、服務端收到客戶端發來的ACK包，完成了服務端到客戶端單向連線的建立。

說明：

 SYN包會報告TCP需要用到的一些引數。
 伺服器在收到SYN後，會將連線放入SyncQueue裡（Linux預設2048）。
 伺服器在收到ACK後，會將連線放入AcceptQueue裡（Linux最大128，應用層可以傳入backlog，兩者的較小值為AcceptQueue的最大長度）。     
 

三、斷開連線流程

斷開連線的過程也叫四次揮手，流程如下：

1、斷開連線時，發起方可以是客戶端也可以是服務端。發起方會先發送一個FIN包，就進入FIN_WAIT_1狀態，此時就不能傳送使用者資料，等待響應方回覆ACK。

2、響應方收到FIN包後，就給發起方回覆ACK。此時，響應方進入CLOSE_WAIT狀態，因為響應方還有待發送的資料，需要等待發送完畢，才能關閉連線（發起方在傳送FIN前，會保證已經發送完資料）。

3、發起方收到ACK後，就進入FIN_WAIT_2。此時還能繼續接收資料，直到收到響應方的FIN。

4、響應方等資料傳送完畢後，就給發起方傳送FIN包。

5、發起方收到響應方的FIN包後，就進入TIME_WAIT狀態。

6、響應方收到ACK後，就進入CLOSED狀態，完成了斷開流程。

7、發起方的TIME_WAIT狀態會持續2MSL（最大報文生存時間）。然後，進入到CLOSED。

四、為何建立連線是三次握手，而斷開連線需要四次揮手？

1、下圖是TCP協議頭的結構：

裡面有專門的位來標記SYN包，FIN包，ACK序號是否有效。

2、三次握手時的SYN和ACK，是可以通過一個TCP包來發送的。

3、四次揮手時為何沒有將SYN和ACK一起傳送，是因為響應方還有待發送的資料，需要等資料傳送完成才能傳送SYN包。

五、為何需要TIME_WAIT狀態？

1、一個重要的原因是在發起方傳送了ACK後，不能保證響應方一定能收到ACK。響應方在傳送FIN後，就等待發起方的ACK，在等待一段時間後，如果沒有收到ACK，就會重發FIN包。發起方在TIME_WAIT的時間內（等待ACK的時間+重發FIN最大需要2MSL），如果又收到了響應方的FIN包，就會再發ACK包。