TCP连接的开启和终止

引言：

TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。TCP位于网络层之上，应用层之下的传输层。开启TCP的Socket只需要指定目的IP地址和本地端口号。

具体的TCP协议图如下所示：

TCP连接的开启：

TCP是可靠的传输层协议，所以TCP连接的开启和终止也是要保证可靠的。因此，TCP通过三次握手来保证连接开启的可靠性，通过四次握手来保证连接关闭的可靠性。

那么首先是三次握手。如图所示，用一种对话方式来表示三次握手，很有意思。

实际上，三次握手的数据包收发是下面这样的:

第一次，客户端发送syn（syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；

第二次握手：服务器收到ｓｙｎ包，必须确认客户的SYN（ack=j+1)，同时自己也发送一个SYN包（syn=k)，即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；

第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK（ ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。

在上述过程中，还有一些重要的概念：

未连接队列：在三次握手协议中，服务器维护一个未连接队列，该队列为每个客户端的SYN包（syn=j)开设一个条目，该条目表明服务器收到SYN包，并向客户发出确认，正在等待客户的确认包。这些条目所标识的连接在服务器处于ＳＹＮ＿ＲＥＣＶ状态，当服务器收到客户端的确认包时，删除该条目，服务器进入ESTABLISHED状态。

SYN－ACK：重传次数。服务器发送完SYN-ACK包，如果未收到客户确认包，服务器进行首次重传，等待一段时间仍未收到客户确认包，进行第二次重传，如果重传次数超过系统规定的最大重传次数，系统将该连接信息从半连接队列中删除。注意，每次重传等待时间不一定相同。

TCP连接的终止：

下面介绍四次挥手。首先上图：

客户端发起结束连接，服务器收到后马上确认，服务器准备好了之后再发送消息通知客户端，客户端发送确认然后连接终止。

实际的通信过程是下面这样的：

第一次挥手：主动方发送Fin+ACK报文，Fin=1，发送序号Seq=x。

第二次挥手：被动方发送ACK报文，确认序号Ack=x+1.

第三次挥手：应用进程关闭或，被动方发送Fin报文再挥手一次。Fin=1，顺序号Seq=y.

第四次挥手：主动放发送Ack报文。Ack=y+1;

如下图所示是完整的TCP传输