一、TCP协议简介

TCP（Transmission Control Protocol 传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，通过三次握手建立连接，通讯完成时要拆除连接。由于TCP是面向连接的，所以只能用于端到端的通讯。

二、TCP协议头部的格式：

三、TCP连接建立：

第一次握手：首先，客户端向服务端发送连接请求SYN报文。标志位SYN置为1，序号(随机)为j，即SYN=1 seq=j 。客户端进入SYN_SENT状态。

第二次握手：服务器接收到SYN报文后，发送SYN+ACK报文。将标志位的SYN和ACK都置为1，并将序号置为k，确认号置为j+1。即 SYN=1 ACK=1 seq=k ack=j+1 。服务器进入SYN_RECV状态。

第三次握手：客户端接收到SYN+ACK报文后，检查ACK与ack。检查无误，向服务器发送ACK报文，将标志位ACK置为1，确认号为k+1，即 ACK=1 ack=k+1。服务器接收到后，检查ACK与ack。检查无误，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，建立TCP连接，开始传输数据。

简略版：
客户端：让我们建立连接吧！服务端！
服务端：好的客户端我收到了你发送的信息！让我们建立连接吧！
客户端：知道了服务端，我也能收到你发送的信息！
服务器得知客户端能接受到自己发送的信息，连接建立。

为什么要进行三次握手？

1.建立稳定的连接，双方都能向对方发送报文，也能确认对方能收自己的报文。
2.防止服务端因已失效的连接请求报文段浪费资源。
当客户端发出了一个连接请求报文，然而该请求却在网络中某节点被阻塞住了，以至于延误到连接释放以后的某个时间才到达服务端。此时服务器会向客户端发送确认报文，如果只有两次握手，那么此时连接就建立了…服务器将长时间等待客户端发数据，却一直等不到，造成资源的极大浪费。如果是三次握手呢，由于客户端并不会回复服务器的确认报文，连接并不会建立，节约了资源。

四、TCP连接中断

第一次挥手：客户端发起中断连接请求，发送FIN报文：将标志位FIN置为1，序号置为u。此时客户端进入FIN_WAIT_1状态，表示没有数据要传输给服务端了。

第二次挥手：服务端收到FIN报文后，发送ACK报文，表示同意关闭请求：标志位ACK置为1，确认序号为u+1。此时服务端进入CLOSE_WAIT状态，客户端接受到ACK报文后，进入FIN_WAIT_2状态。

第三次挥手：服务端再发送一个FIN报文，请求关闭连接：标志位FIN置为1，序号为w。服务端进入LAST_ACK状态，表示没有数据要传输给客户端了。

第四次挥手：客户端收到FIN报文后，发送一个ACK报文，确认序号为w+1，此时客户端进入TIME_WAIT状态。服务端收到ACK报文后，进入CLOSED状态。此时客户端会等待2MSL，如果没有收到回复，证明服务端已经关闭了连接，那么客户端也会关闭连接，进入CLOSED状态。至此，四次挥手完成，TCP连接断开。如果在TIME_WAIT状态中，客户端最后一次发送的ACK丢失了，它将重新发送。

简略版：
客户端：我要请求关闭连接！我没有数据要传输给你了！
服务端：好的我知道了！诶你等等，我看看还有没有数据没传输完！
服务端：关闭连接吧！客户端！
客户端：好的我知道了！
客户端等了2MLS后，并没有受到服务器的回复，得知服务端已经关闭了连接，于是自己也关闭了。

为什么要进行四次挥手？

因为TCP连接是全双工模式。当关闭连接时，一方收到另一方的FIN报文，仅仅表示另一方不再发送数据了，但是还可以接收数据，而自己也不一定将所有数据都发送给对方了。
表现就是，服务端接收到客户端发来的FIN报文时，不会立即发送FIN报文，而是会先回复一个ACK报文，并进入CLOSE_WAIT状态。这是因为服务端此时可能并没有传输完数据，只有当没有数据需要传输了，才会发送FIN报文给客户端，同意断开连接。而所以需要四次挥手。