1、TCP建立連接和斷開連接的圖解
2、TCP三次握手過程
- 請求端（客戶端）發送一個SYN段表明客戶端打算連接的服務器的端口，以及初始序號（ISN）。
- 服務端發回包含服務器段初始序號的SYN報文段作爲應答，同時將確認序號設置爲客戶的ISN+1對客戶端進行確認。
- 客戶端必須將確認序號設置爲服務器的ISN+1對服務端的的SYN段進行確認。
3、TCP四次揮手過程
- 客戶端A發送一個FIN，用來關閉客戶A到服務器B的數據傳送。
- 服務器B收到這個FIN，它發回一個ACK，確認序號爲收到的序號加1。和SYN一樣，一個FIN將佔用一個序號。
- 服務器B關閉與客戶端A的連接，發送一個FIN給客戶端A。
- 客戶端A發回ACK報文確認，並將確認序號設置爲收到序號加1。
4、TCP狀態遷移
LISTEN - 偵聽來自遠方TCP端口的連接請求；
SYN-SENT -在發送連接請求後等待匹配的連接請求；
SYN-RECEIVED - 在收到和發送一個連接請求後等待對連接請求的確認；
ESTABLISHED- 代表一個打開的連接，數據可以傳送給用戶；
FIN-WAIT-1 - 等待遠程TCP的連接中斷請求，或先前的連接中斷請求的確認；
FIN-WAIT-2 - 從遠程TCP等待連接中斷請求；
CLOSE-WAIT - 等待從本地用戶發來的連接中斷請求；
CLOSING -等待遠程TCP對連接中斷的確認；
LAST-ACK - 等待原來發向遠程TCP的連接中斷請求的確認；
TIME-WAIT -等待足夠的時間以確保遠程TCP接收到連接中斷請求的確認；
CLOSED - 沒有任何連接狀態；
關於TIME_WAIT
TIME_WAIT狀態存在的理由
TCP/IP協議就是這樣設計的，是不可避免的。主要有兩個原因:
1）可靠地實現TCP全雙工連接的終止
TCP協議在關閉連接的四次握手過程中，最終的ACK是由主動關閉連接的一端（後面統稱A端）發出的，如果這個ACK丟失，對方（後面統稱B端）將重發出最終的FIN，因此A端必須維護狀態信息（TIME_WAIT）允許它重發最終的ACK。如果A端不維持TIME_WAIT狀態，而是處於CLOSED 狀態，那麼A端將響應RST分節，B端收到後將此分節解釋成一個錯誤（在java中會拋出connection reset的SocketException)。
因而，要實現TCP全雙工連接的正常終止，必須處理終止過程中四個分節任何一個分節的丟失情況，主動關閉連接的A端必須維持TIME_WAIT狀態 。
2）允許老的重複分節在網絡中消逝
TCP分節可能由於路由器異常而“迷途”，在迷途期間，TCP發送端可能因確認超時而重發這個分節，迷途的分節在路由器修復後也會被送到最終目的地，這個遲到的迷途分節到達時可能會引起問題。在關閉“前一個連接”之後，馬上又重新建立起一個相同的IP和端口之間的“新連接”，“前一個連接”的迷途重複分組在“前一個連接”終止後到達，而被“新連接”收到了。爲了避免這個情況，TCP協議不允許處於TIME_WAIT狀態的連接啓動一個新的可用連接，因爲TIME_WAIT狀態持續2MSL，就可以保證當成功建立一個新TCP連接的時候，來自舊連接重複分組已經在網絡中消逝。
MSL時間
MSL就是maximum segment lifetime(最大分節生命期），這是一個IP數據包能在互聯網上生存的最長時間，超過這個時間IP數據包將在網絡中消失 。MSL在RFC 1122上建議是2分鐘，而源自berkeley的TCP實現傳統上使用30秒。
TIME_WAIT狀態維持時間
TIME_WAIT狀態維持時間是兩個MSL時間長度，也就是在1-4分鐘。Windows操作系統就是4分鐘。
5、常見問題
【問題1】爲什麼連接的時候是三次握手，關閉的時候卻是四次握手？
答：因爲當Server端收到Client端的SYN連接請求報文後，可以直接發送SYN+ACK報文。其中ACK報文是用來應答的，SYN報文是用來同步的。但是關閉連接時，當Server端收到FIN報文時，很可能並不會立即關閉SOCKET，所以只能先回復一個ACK報文，告訴Client端，”你發的FIN報文我收到了”。只有等到我Server端所有的報文都發送完了，我才能發送FIN報文，因此不能一起發送。故需要四步握手。
【問題2】爲什麼TIME_WAIT狀態需要經過2MSL(最大報文段生存時間)才能返回到CLOSE狀態？
答：
1 可靠地實現TCP全雙工連接的終止
TCP協議在關閉連接的四次握手過程中，最終的ACK是由主動關閉連接的一端（後面統稱A端）發出的，如果這個ACK丟失，對方（後面統稱B端）將重發出最終的FIN，因此A端必須維護狀態信息（TIME_WAIT）允許它重發最終的ACK。如果A端不維持TIME_WAIT狀態，而是處於CLOSED 狀態，那麼A端將響應RST分節，B端收到後將此分節解釋成一個錯誤（在java中會拋出connection reset的SocketException)。
因而，要實現TCP全雙工連接的正常終止，必須處理終止過程中四個分節任何一個分節的丟失情況，主動關閉連接的A端必須維持TIME_WAIT狀態 。
2 允許老的重複分節在網絡中消逝
TCP分節可能由於路由器異常而“迷途”，在迷途期間，TCP發送端可能因確認超時而重發這個分節，迷途的分節在路由器修復後也會被送到最終目的地，這個遲到的迷途分節到達時可能會引起問題。在關閉“前一個連接”之後，馬上又重新建立起一個相同的IP和端口之間的“新連接”，“前一個連接”的迷途重複分組在“前一個連接”終止後到達，而被“新連接”收到了。爲了避免這個情況，TCP協議不允許處於TIME_WAIT狀態的連接啓動一個新的可用連接，因爲TIME_WAIT狀態持續2MSL，就可以保證當成功建立一個新TCP連接的時候，來自舊連接重複分組已經在網絡中消逝。