TCP三次握手建立連接，四次揮手斷開連接
1.三次握手建立連接：
先來解釋一下上圖中的幾個大寫字母代表什麼含義：
SYN:同步序列編號（Synchronize Sequence Numbers），代表請求創建連接，所以在三次握手中前兩次要SYN = 1,表示這兩次用於建立連接。
FIN: Finish,表示請求關閉連接。在下述的四次揮手時，FIN發了兩遍，是因爲TCP連接是雙向的，所以一次FIN只能關閉一個方向。
ACK：Acknowledgement，即確認字符，代表確認接受。從圖裏可以看見，不管是三次握手還是四次揮手，在迴應的時候都會加上ACK = 1，這就表示消息接收到了。
我們一起來理一下三次握手建立連接的思路：
- 第一次握手：在建立連接時，客戶端發送SYN包（SYN=1）到服務器，並進入了SYN_SENT狀態，等待服務端的確認；
- 第二次握手：服務端接收到SYN包後，必須確認客戶端的SYN，同時自己也發送一個SYN包，即SYN+ACK包，此時服務端進入了SYN_RCVD狀態；
- 第三次握手：客戶端收到服務端的SYN+ACK包，向服務端發送一個確認包ACK，此包發送完畢後，客戶端和服務端就進入了ESTABLISHDE狀態，完成三次握手。
四次揮手
2.四次揮手斷開連接：
- 假設是客戶端主動關閉並停止發送數據，就會向服務端發送一個FIN包，表示要關閉一個方向的連接，此時客戶端進入FIN_WAIT_1狀態；
- 服務端接收到後，發出確認報文（ACK=1）,這時服務端就進入了CLOSE_WAIT狀態，這時候處於半關閉狀態，即客戶端已經沒有數據要發送了。但是服務端若發送數據，客戶端還會接收。這個狀態要持續一段時間，就是整個CLOSE_WAIT狀態；
- 客戶端收到服務端的確認請求後，此時客戶端就進入了FIN_WAIT_2狀態；
- 這時服務端也要關閉，服務端會發送一個FIN包，此時服務端就進入了LAST_ACK（最後確認）狀態，等待客戶端的確認；
- 客戶端在接收到服務端的關閉請求後，會回覆一個確認ACK。此時客戶端就進入了TIME_WAIT狀態。注意：此時連接並沒有斷開，還要經過2MSL（最大報文生命週期）後才進入CLOSE狀態；
- 服務端只要收到了客戶端發出的確認，立即進入CLOSE狀態，就結束了整個連接。
問題：爲什麼需要三次呢（爲什麼不用兩次建立連接呢）？
如果發送兩次就可以建議連接，那麼客戶端只需要發送一個連接請求，服務端接收到連接請求後再回復一個確認消息，就會建立一個連接。但這樣是不安全的。如果SYN請求在網絡中網絡中延遲到達，這時候假如客戶端退出了，服務端收到的第一個SYN請求就無法保證客戶端的數據收發能力，因此兩次握手建立連接是不安全的。
問題：爲什麼需要需要四次呢？
在關閉連接時，當服務端收到客戶端發送的FIN包時，並不會立即關閉SOCKET，所以先回復一個ACK，告訴客戶端已經收到客戶端發的FIN包，只有等服務端所有數據都發送完畢後，服務端纔會給客戶端發送一個FIN包，在收到客戶端回覆的ACK後才能關閉連接，因此是四次。
問題：TIME_WAIT狀態的作用，以及爲什麼要等待2MSL？
假設沒有TIME_WAIT狀態，主動關閉方直接進入CLOSED，如果這時立即重啓客戶端使用相同端口，再最後一次ACK丟失時，服務端重發FIN請求，就會被新客戶端接受到；或者新客戶端向服務端發起請求時，因爲服務端正在等待最後一次ACK，因此新連接請求發送的SYN會被認爲請求碼錯誤，回覆RST重置連接。因此需要主動關閉方發送最後一次ACK之後要進入一個TIME_WAIT狀態等待一段時間，等待這段時間就是爲了若接收到了重發的FIN請求能夠進行最後一次ACK回覆。
所謂的2MSL是兩倍的最大報文生命週期，能夠讓網絡中延遲的FIN/ACK數據都消失在網絡裏，不會對後續的連接造成影響。
問題：如果已經建立連接，但是客戶端突然出現了故障會怎麼辦？
TCP還設有一個保活機制。顯然，如果客戶端出現了故障，服務端不能一直等下去。若等了一段時間還沒有收到客戶端的任何數據，服務端就會發送一個探測報文段，若一連發送10個探測報文段仍然沒有反應，服務端就認爲是客戶端出現了故障，就會關閉連接。