创建套接字之后，应用程序（浏览器）就会调用connect，随后协议栈会将本地的套接字与服务器的套接字进行连接。连接实际上是通信双方交换控制信息，在套接字中记录这些信息并准备数据收发的一连串操作。
网线是一直连接着的，随时都有信号从中流过，如果通信过程只是将数据转换为电信号，那么这一操作随时都可以进行。但是套接字刚刚建立时是无法发送消息的。
套接字刚刚创建完成的时候，里面并没有存放任何数据，也不知道通信的对象是谁。在这个状态下，即便应用程序要求发送数据，协议栈也不知道数据应该发送给谁。
浏览器可以根据网址来查询服务器的IP地址，而且根据规则也知道应该使用80号端口，但只有浏览器知道这些必要的信息是不够的，因为在调用socket创建套接字时，这些信息并没有传递给协议栈。因此，我们需要把服务器的IP地址和端口号等信息告知协议栈，这是连接操作的目的之一。
服务器这边又是怎样的情况呢？服务器上也会创建套接字，但服务器上的协议栈和客户端一样，只创建套接字是不知道应该和谁进行通信的。而且，和客户端不同的是，在服务器上，连应用程序也不知道通信对象是谁，这样下去永远也没法开始通信。需要客户端向服务器告知必要的信息，比如“我想和你开始通信，我的IP地址是xxx.xxx. xxx.xxx，端口号是yyyy。”可见，客户端向服务器传达开始通信的请求，也是连接操作的目的之一。
客户端将IP地址和端口号告知服务器这样的过程就属于交换控制信息的一个具体的例子。所谓控制信息，就是用来控制数据收发操作所需的一些信息，IP地址和端口号就是典型的例子。
连接操作中所交换的控制信息是根据通信规则来确定的，只要根据规则执行连接操作，双方就可以得到必要的信息从而完成数据收发的准备。此外，当执行数据收发操作时，我们还需要一块用来临时存放要收发的数据的内存空间，这块内存空间称为缓冲区，它也是在连接操作的过程中分配的。
通信操作中使用的控制信息分为两类。
1）头部中记录的信息
2）套接字（协议栈中的内存空间）中记录的信息
连接从应用程序调用Socket库的connect开始，调用connect（<描述符>, <服务器IP地址和端口号>, …） ，这些信息会传递给协议栈中的TCP模块。然后，TCP模块会与该IP地址对应的对象，也就是与服务器的TCP模块交换控制信息。
连接操作的第一步是在TCP模块处创建表示连接控制信息的头部。通过TCP头部中的发送方和接收方端口号可以找到要连接的服务端的套接字。然后，我们将头部中的控制位的SYN比特设置为1，大家可以认为它表示连接。此外还需要设置适当的序号和窗口大小。
当TCP头部创建好之后，接下来TCP模块会将信息传递给IP模块并委托它进行发送。IP模块执行网络包发送操作后，网络包就会通过网络到达服务器，然后服务器上的IP模块会将接收到的数据传递给TCP模块，服务器的TCP模块根据TCP头部中的信息找到端口号对应的套接字，也就是说，从处于等待连接状态的套接字中找到与TCP头部中记录的端口号相同的套接字就可以了。当找到对应的套接字之后，套接字中会写入相应的信息，并将状态改为正在连接。上述操作完成后，服务器的TCP模块会返回响应，这个过程和客户端一样，需要在TCP头部中设置发送方和接收方端口号以及SYN比特。此外，在返回响应时还需要将ACK控制位设为1，这表示已经接收到相应的网络包。ACK比特是双方在通信时必须相互确认网络包是否已经送达的机制，防止丢包现象发生。接下来，服务器TCP模块会将TCP头部传递给IP模块，并委托IP模块向客户端返回响应。
然后，网络包就会返回到客户端，通过IP模块到达TCP模块，并通过TCP头部的信息确认连接服务器的操作是否成功。如果SYN为1则表示连接成功，这时会向套接字中写入服务器的IP地址、端口号等信息，同时还会将状态改为连接完毕。
到这里，客户端的操作就已经完成，但其实还剩下最后一个步骤。刚才服务器返回响应时将ACK比特设置为1，相应地，客户端也需要将ACK比特设置为1并发回服务器，告诉服务器刚才的响应包已经收到。当这个服务器收到这个返回包之后，连接操作才算全部完成。
建立连接之后，协议栈的连接操作就结束了，也就是说connect已经执行完毕，控制流程被交回到应用程序。
本文摘取自周自恒翻译的户根勤编写的《网络是怎样连接的》。
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