TCP协议的三次握手和四次挥手

TCP三次握手

如下图所示为TCP协议三次握手的过程：

1.第一次握手
客户端发送SYN（SYN=j）包给服务器，然后进入SYN_SEND状态，等待服务器的确认；
2.第二次握手
服务端收到客户端发送过来的SYN包，然后发送确认收到客户端SYN的包（ACK=j+1），然后还要发送自己的的SYN包（SYN=k），接着服务端进入SYN_RECV状态；
3.第三次握手
客户端收到服务端的SYN+ACK包，然后向服务端发送确认包（ACK=k+1），服务端收到确认包之后，客户端和服务端进入到ESTABLISHED状态，完成第三次握手，可以进行数据传输。

为了方便理解，可以看以下图片

TCP四次挥手

如下图所示为TCP协议断开连接，四次挥手的过程：

1.第一次挥手
客户端发送FIN包给服务器，然后进入FIN_WAIT_1状态。
意思是：客户端已经没有数据发送给服务器了，但是如果服务器还有数据没有发送完成，可以继续发，不用着急关闭socket。
2.第二次挥手
服务端收到FIN包，然后发送ACK包给客户端，服务端进入CLOSE_WAIT状态。客户端收到ACK包，进入FIN_WAIT_2状态。
意思是：服务端已经收到了FIN包，但是还没有准备好，请客户端继续等待消息。
3.第三次挥手
服务端发送FIN包，然后进入到LAST_ACK状态。
意思是：服务端已经准备好关闭连接了。
4.第四次挥手
客户端收到FIN包之后，就知道可以关闭连接了，然后发送ACK包给服务端，客户端进入TIME_WAIT状态。经过2MSL（最大报文生存时间）依然没有收到回复，则证明服务端已经关闭，那么客户端也可以关闭连接了，进入CLOSED状态。服务端收到ACK包之后，关闭连接，进入CLOSED状态。

四次挥手可以参看以下图片理解

问题

1.为什么TCP连接只有三次握手，断开却有四次挥手？
答：因为在连接的时候，服务器收到客户端的请求之后，可以直接发送SYN+ACK包，其中SYN包是用于同步，ACK包是用于应答。
但是在关闭TCP连接时候，服务器收到FIN包之后，服务器不会立即关闭连接，只能先发送ACK包，告诉客户端，服务器已经收到了FIN包。只有当服务器所有的包都已经发送完成之后，才能够发送FIN包给客户端，而不能够一起发送，因此必须得四次挥手。

2.为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态？
答：因为网络是不稳定的，为了避免服务端未收到ACK包而一直处于LAST_ACK状态，客户端需要等待2MSL时间，在这段期间，如果收到FIN包，则说明ACK包已经丢失，服务端未收取到ACK，而引发的超时重传，此时应当重新发送ACK包。