TCP三次握手
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握手流程
第一次握手：客戶端(client)發送數據包(syn=1，隨機序列號seq)到服務器，並進入SYN_SEND狀態，等待服務器(server)確認(目的：確保服務端接收功能正常)
第二次握手：服務器收到報文並根據標誌(ACK=1,SYN=1)確認客戶端是否準備好，確認後發送報文(SYN=1，ACK=1，ack=client.seq+1,隨機序列號sql)，此時服務器進入SYN_RECV狀態(目的：客戶端確認服務器能正常接收發送)
第三次握手：客戶端收到服務器的報文，確認接收到的ack是否爲第一次發的seq+1及ACK是否標誌爲1，確認後向服務器發送報文(ack=server.seq+1,ACK=1)，服務端收到報文確認seq與ack正確後和客戶端進入ESTABLISHED(TCP連接成功)狀態，完成三次握手建立起TCP連接
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標誌
- ack：等待接收的數據包的序列號
- SYN(Synchronize Sequence Numbers)：同步序列號，連接建立時使用同步序列號
- seq：當前報文段數據的第一個字節的序號
四次揮手
四次揮手（Four-Way Wavehand）即終止TCP連接，斷開一個TCP連接時，需要客戶端和服務端總共發送4個包以確認連接的斷開。
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第一次揮手：Client發送FIN報文(FIN=1,seq=x)，標識Client已無數據需要發送，關閉Client到Server的數據傳送，Client進入FIN_WAIT_1狀態
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第二次揮手：Server收到Client報文後，發送一個ACK報文(ACK=1,FIN=1,ack=x+1,seq=y)給Client，Server進入CLOSE_WAIT狀態，不再接收Client的數據
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第三次揮手：Server發送一個FIN報文(FIN=1,ack=x+1,seq=z)，表示已無需要發送給Client的數據，關閉Server到Client的數據傳送，Server進入LAST_ACK狀態
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第四次揮手：Client收到FIN後，Client進入TIME_WAIT狀態，接着發送一個ACK報文(FIN=1,ack=z+1,seq=h)給Server，Server進入CLOSED狀態
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？
- 當一方完成它的數據發送任務後就能發送一個FIN來終止這個方向的連接,但收到一個FIN只意味着這一方向上沒有數據流動，另一個方向仍能發送數據，一個TCP連接在收到一個FIN後仍能發送數據
- 第二次揮手服務端只表示收到了客戶端的FIN報文，但服務端可能還有數據需要發送給客戶端，只有在數據發送完後服務端纔會發送FIN報文給客戶端，客戶端收到FIN報文後才發送ACK給服務端使客戶端關閉
TCP報文詳解
TCP報文是TCP層傳輸的數據單元，也叫報文段，其數據格式如下：
- 源端口號：數據發送方的端口
- 目的端口：數據接收方的端口
- 序列號seq：標識從TCP源端向目的端發送的字節流，發起方發送數據時對此進行標記
- 確認號ack:ACK標誌位爲1時，確認序號字段纔有效，ack=seq+1
- 首部長度/數據偏移：TCP報文段的數據起始處距離TCP報文段的起始處有多遠。
TCP首部可能含可選項內容，固TCP報頭的長度是不確定的，當不包含任選字段時首部長度爲20字節。“首部長度”的單位是32位字(4字節)，4位首部長度最大值1111的十進制爲15，故報頭的最大長度爲15*4=60字節 - 保留：爲將來用途保留，一般爲0
- 標誌位
- URG: 緊急指針標誌是否有效
- ACK：確認標誌，在連接建立後所有傳送的報文段。當ACK=1時，確認號纔有效
- PSH：PUSH操作標誌位，表是否直接將接收到的數據包立即發送給應用程序，而不是在緩衝區中排隊
- RST(reset)：重置連接標誌
- SYN：在連接建立時用來同步序號。當SYN=1而ACK=0時，表明這是一個連接請求報文段(client向server發起請求)。對方若同意建立連接，則應在響應的報文段中使SYN=1和ACK=1(server接收client請求並響應)。
- FIN：結束標誌，表示發送方數據是否已發送完畢
- 窗口：告知發送方(server)接收端(client)的緩存大小以控制發送端發送數據的速率,範圍值爲[0,2^16=65536]
- 校驗和：奇偶校驗，此校驗和是對整個的 TCP 報文段，包括 TCP 頭部和 TCP 數據，以 16 位字進行計算所得。由發送端計算和存儲，並由接收端進行驗證
- 緊急指針：只有當 URG 標誌置 1 時緊急指針纔有效。指本報文段中的緊急數據的字節數(緊急數據結束後就是普通數據)。當所有緊急數據都處理完時，TCP就告訴應用程序恢復到正常操作。窗口爲0時也可發送緊急數據。
- 選項：可變的可選信息，最多包涵40字節。
- 數據：TCP 報文段中的數據部分是可選的。在一個連接建立和一個連接終止時，雙方交換的報文段僅有 TCP 首部。如果一方沒有數據要發送，也使用沒有任何數據的首部來確認收到的數據。在處理超時的許多情況中，也會發送不帶任何數據的報文段。