TCP的可靠性
TCP提供了一种面向连接的、可靠的字节流服务。TCP的可靠性主要有下面方式所保证的。
- 应用数据被分割成TCP认为最适合发送的数据快。而UDP的数据报长度将保持不变。由TCP传递给IP的信息单位称为报文段。（可靠性体现在哪了？）
- 当TCP发出一个段后，它将启动一个定时器，等待目的段确认收到这个段后。如果不能及时收到一个确认，将重发这个报文段。
- 当TCP收到来自TCP连接另一端的数据，它将发送一个确认。这个确认不是立即发送，通常推迟几分之一秒。（为什么？）
- TCP将保持它首部和数据的检验和（首部正常20个字节，最多60个字节）。这是一个端到端的检验和，目的是检测数据在传输过程中的变化。如果收到的段的检验和有差错。TCP将丢弃这个报文段和不确认收到。（希望发送端超时和重传） Q:为何不去纠正而是选择重传？
- TCP报文段传输中可能会失序，如有必要的话，TCP会对收到的失序数据重新排列后交给应用层。
- TCP如果接受到重复的数据后，会丢弃它。
- TCP还能提供流量控制，TCP连接的每一方都有一个固定大小的缓冲空间。TCP只允许另一端最多发送接受端缓冲区大小的数据。这将防止发送端发的快而接受端接受的慢而造成的缓冲区溢出。
三次握手
三次握手图片.png
当一端建立连接而发送它的SYN时，会为连接选择一个初始序号。ISN会随着时间而变化，因此每个连接会有不同的ISN。ISN可以看做一个32位的计数器，每4ms加1。这样可以防止在网络中延迟的分组以后又被传送，从而导致某个连接的一方对它作出错误的解释。
为什么TCP建立连接是要三次握手？而不是两次或者四次？
很多面试官喜欢问这个问题。为什么一定要三次？因为三次是建立一个可靠连接的最少所需次数。为什么两次不行呢？
TCP可靠传输的精髓在哪里？就在与建立连接的双方最开始需要将自己的初始序号告知了对方，并确保对方一定收到。以后发送和ACK确认都是在最开始的初始序号上增加，每发送一个字节，序号增加1。如果只有两次握手的话，我们来看看会发生什么。
第一次握手：执行主动连接的客户端发送自己的SYN，ISN序号过去。
第二次握手：服务端收到后，知道客户端的初始序号。发送ACK回应，同时发送自己的SYN ， ISN序号。
到此两次握手结束。此时只有服务端可以确保收到客户端的初始ISN，而客户端并不一定收到服务端的初始ISN。如果服务端一方向客户端一方发送数据了怎么办？由于不知道服务端的初始ISN，客户端就无法对收到的数据ACK确认，就不能进行数据的传输了。
那为什么不能四次握手呢？因为不需要，四次握手中的第二，第三次可以合并成一次。
那为什么要四次挥手呢？四次挥手的二三两次难道不能合并吗？因为TCP支持半关闭。当一端发送FIN后执行关闭后，另一端没有关闭，那么执行关闭的一方依然可以接受到数据，要牢记TCP是全双工的。如果只有三次挥手，那么一方FIN后，另一方发送FIN，ACK，两边就都关闭了。就无法支持半关闭了。
四次挥手
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TIME_WAIT等待状态
TIME_WAIT要等待一个2MSL时间，MSL是任何报文段被丢弃到网络中最大生存时间。这个时间是有限的，因为TCP报文段是以IP数据段在网络中传输的，而IP有限制其生存的时间的TTL字段。通常MSL为30秒，1分钟或者2分钟。
为什么需要等待2MSL呢？因为最后一个ACK可能会在网络传输中丢失。如果发送了最后一个MSL就立刻关闭连接的话，此时若ACK丢失，那么服务端将会一直超时重传而一直得不到回应。有了等待2MSL时间，如果最后一个ACK丢失，服务器第一次超时重传，这时客户端由于还没有关闭，就能发送ACK回应了。
TCP的状态变迁图
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