TCP的连接与断开过程

HTTP 是无连接的，所以作为下层的 TCP 协议也是无连接的，虽然看似 TCP 将两端连接了起来，但是其实只是两端共同维护了一个状态。

建立连接三次握手

在 TCP 协议中，主动发起请求的一端为客户端，被动连接的一端称为服务端。不管是客户端还是服务端，TCP 连接建立完后都能发送和接收数据，所以 TCP 也是一个全双工的协议。

起初，两端都为 CLOSED 状态。在通信开始前，双方都会创建 TCB。 服务器创建完 TCB 后遍进入 LISTEN 状态，此时开始等待客户端发送数据。

• 第一次握手
  客户端向服务端发送连接请求报文段。该报文段中包含自身的数据通讯初始序号。请求发送后，客户端便进入 SYN-SENT 状态，x 表示客户端的数据通信初始序号。
• 第二次握手
  服务端收到连接请求报文段后，如果同意连接，则会发送一个应答，该应答中也会包含自身的数据通讯初始序号，发送完成后便进入 SYN-RECEIVED 状态。
• 第三次握手
  当客户端收到连接同意的应答后，还要向服务端发送一个确认报文。客户端发完这个报文段后便进入ESTABLISHED 状态，服务端收到这个应答后也进入 ESTABLISHED 状态，此时连接建立成功。

第三次握手可以包含数据，通过 TCP 快速打开（TFO）技术。其实只要涉及到握手的协议，都可以使用类似 TFO 的方式，客户端和服务端存储相同 cookie，下次握手时发出 cookie 达到减少 RTT 的目的。

• 为何两次握手即可建立链接，还需要第三次握手？
  为了防止失效的连接请求报文段被服务端接收，从而产生错误。

断开链接四次挥手

TCP 是全双工的，在断开连接时两端都需要发送 FIN 和 ACK。

• 第一次挥手
  若客户端 A 认为数据发送完成，则它需要向服务端 B 发送连接释放请求。
• 第二次挥手
  B 收到连接释放请求后，会告诉应用层要释放 TCP 链接。然后会发送 ACK 包，并进入 CLOSE_WAIT 状态，表示 A 到 B 的连接已经释放，不接收 A 发的数据了。但是因为 TCP 连接时双向的，所以 B 仍旧可以发送数据给 A。
• 第三次挥手
  B 如果此时还有没发完的数据会继续发送，完毕后会向 A 发送连接释放请求，然后 B 便进入 LAST-ACK 状态。
• 第四次挥手
  A 收到释放请求后，向 B 发送确认应答，此时 A 进入 TIME-WAIT 状态。该状态会持续 2MSL（最大段生存期，指报文段在网络中生存的时间，超时会被抛弃） 时间，若该时间段内没有 B 的重发请求的话，就进入 CLOSED 状态。当 B 收到确认应答后，也便进入 CLOSED 状态。

第三次挥手通过延迟确认的技术（通常有时间限制，否则对方会误认为需要重传），可以将第二次和第三次挥手合并，延迟 ACK 包的发送。

• 为什么 A 要进入 TIME-WAIT 状态，等待 2MSL 时间后才进入 CLOSED 状态？
  为了保证 B 能收到 A 的确认应答。若 A 发完确认应答后直接进入 CLOSED 状态，如果确认应答因为网络问题一直没有到达，那么会造成 B 不能正常关闭。