1. TCP建立連接：
三次握手，需要注意的是ACK確認序列號是SYN攜帶序列號+1，不是直接相等。基本過程如圖所示。
客戶端：
socket程序中調用connect將激發三路握手過程，connect將在成功建立連接或者出錯才返回。
(1) 客戶端發送SYN以後，6s沒有來自服務器的SYN分節響應，則重發SYN，24s後無響應再重發，75s後無響應則返回錯誤ETIMEOUT。
(2) 對客戶端的響應若是RST，則表明服務器端對應端口沒有進程等待與之連接，硬錯誤，返回ECONNREFUSED錯誤。
(3) 客戶發出的SYN在中間路由器發生了“destination unreachable”ICMP錯誤，客戶主機內核保存該信息，按照第一種情況所述時間間隔發送SYN。超時未收到相應，則把保存信息EHOSTUNREACH或ENETUNREACH錯誤返回給進程。
(4) connect導致套接字從CLOSED狀態轉換到SYN_SENT，若失敗，則此套接字不可用，必須關閉，不能再次調用connect，需要重新調用socket。
服務器端：
使用listen等待建立連接，在accept之前。維護兩個隊列：未完成連接隊列(SYN_RECV)與已完成連接隊列(ESTABLISHED)。
(1) 客戶SYN到達之後，TCP在未完成連接隊列中創建新的一項，然後響應以三路握手的第二個分節：服務器SYN，在隊列中保持直到第三個分節到達或者超時（與connect類似的75s）。
(2)服務器端如果一直沒有收到ACK第三分節，則會重發服務器SYN分節，套接字保持在未完成隊列直到超時。
(3)如果服務器端隊列滿，收到客戶端SYN，會忽略，而不是發送RST，因爲情況是暫時的，可能下次就能夠有空閒隊。RST會讓connect立即返回一個錯誤。
此處是SYN攻擊的發生位置。黑客可以僞造大量不存在的IP地址發送SYN建立連接，服務器需要不斷回覆確認，但是沒有響應，繼續重發，佔用了等待隊列，無法爲正常連接服務，堵塞網絡，其屬於典型的DDOS攻擊。如果檢測到許多隨機的半連接IP地址，基本可以判斷爲SYN攻擊（netstat
-n -p TCP | grep SYN_RECV）
連接建立成功之後返回，調用accept。
2. TCP斷開連接
四次分組交換。確認ACK序列號也是FIN攜帶序列號+1。
(1) 如果一方已經關閉或異常終止，而另一方不知道，此時TCP連接爲半打開。不傳輸數據，另一方就不會檢測到，（此時可以設置TCP的KEEPALIVE選項，來定時檢測），如果發送數據，另一方會返回RST分節。
(2) 第四個分節ACK丟失，服務器端（被動關閉）會重發FIN分節。（對照前文，第一個分節發送之後如果沒有ack，應該也是超時重發，但此點不確定）
其他問題:
1. TCP建立連接的時候，初始序列號是隨機選擇的，兩次SYN的序列號不固定。
TCP建立連接交換的信息包括：最大分節大小MSS、窗口規模選項、時間戳選項（高速網絡需要，避免由失而復現的分組造成數據損壞）。
2. 爲什麼建立連接協議是三次握手，而關閉連接卻是四次握手呢？（慎重對待，不一定正確）
TCP是全雙工的，可以在兩個方向傳輸數據，因此需要每個方向單獨關閉。一方發送完數據之後就能夠用FIN通知對方，一端收到之後，嚮應用層發送發送通知。
也可如此理解，服務端的LISTEN狀態下的SOCKET當收到SYN報文的建連請求後，它可以把ACK和SYN（ACK起應答作用，而SYN起同步作用）放在一個報文裏來發送。但關閉連接時，當收到對方的FIN報文通知時，它僅僅表示對方沒有數據發送給你了；但未必你所有的數據都全部發送給對方了，所以你可以未必會馬上會關閉SOCKET,也即你可能還需要發送一些數據給對方之後，再發送FIN報文給對方來表示你同意現在可以關閉連接了，所以它這裏的ACK報文和FIN報文多數情況下都是分開發送的。
3. TIME_WAIT狀態的必要性？
TIME_WAIT的持續時間是2*MSL（最長分節壽命，IP數據包在網絡中的最長生存時間），一般是1-4分鐘之間，存在的兩個理由：
(1) 可靠的實現TCP全雙工連接的終止。如果四次交換的最後ACK丟失，服務器將重發FIN，客戶端需要能夠正確處理，發送ACK，如不維護此狀態，將發送RST信息，被解釋爲一個錯誤。爲了可靠結束，必須應對不得不重傳最終的ACK。
(2)允許老的重複分節在網絡中消逝。如果在相同的端口與IP之間建立了新的連接，原來的連接的包經過路由處理又重新發送過來，可能被認爲是原來的包，因此TCP不給TIME_WAIT狀態建立新的連接。2MSL可以保證所有老的包消逝。
4.RST產生的三個條件：
(1) SYN到達目的端口，但是服務器沒有對應的監聽進程；(2) TCP想取消一個已有連接；
(3) TCP收到一個根本不存在的連接上的分節。
5. 慢啓動、快速重傳
爲了避免擁塞，TCP擁塞控制是採用：慢啓動、快速重傳等機制，避免過長的定時器機制。慢啓動主要表現在發送窗口的大小：開始是2的指數增加，超過臨界值（一般最大值一半）就會改變成線性增長（每收到一個ACK就加1）。
收到3個重複ACK包就認爲發生了擁塞，會將窗口設爲原來的一半。
6. Nagle算法
Nagle算法是爲了避免網絡中存在太多的小包（協議頭比例非常大）造成擁塞，可以用TCP_NODELAY選項關閉。
