?一、前置知識

? TCP是一種面向連接的、可靠的、基于字節流的傳輸層通信協議。在傳輸數據前通信雙方必須建立連接（所謂連接，是指客戶端和服務端各自保存一份關于對方的信息，比如ip地址，端口號等）。TCP通過三次握手建立一個連接，通過四次揮手釋放一個連接。

? 在了解TCP連接前，先了解TCP報文的頭部結構：

??TCP報文段的頭部結構主要包含以下幾個部分：
1.源端口和目的端口（Source port，Destination port）：這兩個字段用來標識發送端和接收端的端口號，占16位。
2.序列號（Sequence number）：占32位，用來標識從TCP源端向目的端發送的字節流。當發起方發送數據時，會對這些數據進行標記，確保數據的有序性和完整性。（seq）
3.確認序號（Acknowledgement number）：占32位，只有在ACK標志位為1時，這個字段才有效。它表示接收方已經成功接收到的數據的序列號（ack=seq+1）。
4.標志位：占6位，包含URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等標志。其中ACK表示確認序號有效，FIN表示釋放一個連接，SYN表示發起一個新連接。

---

二、TCP的三次握手

? 三次握手就是通過三次數據包的交換，來確認通信雙方收發數據的能力。

1. 一開始，客戶端和服務端都處于CLOSE狀態，服務端監聽客戶端的請求，進入LISTEN狀態。
2. 第一次握手（客戶端發送連接請求）：客戶端會向服務端發送一個SYN包，里面包含了客戶端的初始序列號。然后客戶端進入SYN_SENT狀態。
3. 第二次握手（服務端確認收到了客戶端的連接請求）：回復客戶端一個SYN+ACK包，里面包含確認信息（表示收到了客戶端的SYN包）和服務端的初始序列號。然后服務端進入SYN_RCVD（received的縮寫）狀態。
4. 第三次握手（客戶端收到服務端的確認后，再次向服務端確認）：再回復一個ACK包給服務端。然后客戶端進入ESTABLISHED狀態，當服務端接收到這個ACK包后，也進入ESTABLISHED狀態。
5. 這樣客戶端和服務端之間就建立了一個可靠的連接，可以開始傳輸數據。

   ---

三、TCP的四次揮手

1. 數據傳輸結束后，通信雙方都可以主動發起釋放連接請求，假設由客戶端發起。
2. 第一次揮手（客戶端發送釋放連接請求）：客戶端向服務端發送一個FIN包，并附帶一個序列號。然后，客戶端進入FIN_WAIT1狀態。
3. 第二次揮手（服務端確認收到了客戶端釋放連接的請求）：回復一個ACK包，同時包含一個確認號。然后，服務端進入CLOSE_WAIT狀態（此時服務端還沒準備好釋放連接,可能還有數據要處理），當客戶端收到服務端的這個ACK包后，進入FIN_WAIT2狀態。
4. 第三次揮手（服務端也已經準備好釋放連接）：向客戶端發送一個FIN包，并附帶一個序列號。然后，服務端進入LAST_ACK狀態，表示等待來自客戶端的最后一個ACK包。
5. 第四次揮手（客戶端確認服務端也已經準備好釋放連接）：就回復一個ACK包，但是此時客戶端不會馬上關閉連接，而是進入TIME_WAIT狀態，等待某個固定時間（2MSL，2 Maximum Segment LifeTime，兩倍的最長報文段生命周期），目的是防止這個ACK包丟失，導致服務端沒有收到客戶端關閉連接的確認，沒有關閉連接，就會超時重傳FIN包。那么等待這個固定時間后（即是確保服務端已經正常關閉連接后），客戶端才關閉連接，進入CLOSED狀態。當服務端收到這個ACK包后，就關閉連接，進入CLOSED狀態。
6. 這樣就成功釋放連接了。

   ---