TCP/IP协议

　　在TCP/IP的四层模型中，IP协议对应网际互联层，是负责利用IP地址来定位到网络中的主机位置，相当于快递地址。而TCP协议对应着模型中的传输层，是用来定义数据在网络中的传输规则的。

　　在传输层中有两种常用的协议，TCP（Transmission Control Protocol 传输控制协议）和UDP（User Data Protocol 用户数据报协议）。其中TCP协议是面向连接的，需要通过三次握手来建立发送端和接收端的连接，数据传输可靠。而UDP是面向无连接的，在得到目标主机地址后就直接传送数据，因此数据有可能出现丢失，但是传输速率较TCP要高。这两种协议的应用场景为：TCP适用于对可靠性要求高，传输大量数据，传输速度要求没这么高的场景；UDP适用于对可靠性要求不高，允许出现部分数据丢失，传输数据量较少的场景下。QQ使用的就是UDP协议。

　　然后重点说一下TCP协议的三次握手和四次挥手过程。

　　首先理解TCP中的两个序号和三个标志位的含义：

　　1.seq：（sequence number）数据的序号，TCP传输的每一个字节都有一个序号，这个序号可以用于检测数据传输的完整性。

　　2.ack：（acknowledgement number）确认号，接受端用它来表明已经接受到的数据的序号（ack值-1），而ack本身的值代表的是它希望下一次接受的数据的起始序号。即通过ack的值可以知道接受端成功接受到了哪个序号的数据，这样在发送端接收到另一端传过来的ack值时，就可以知道上一次传过去的数据有没有完整接收到。

　　3.ACK：确认位，只有在ACK=1的时候，ack才有用。正常进行通信的时候ACK=1，而第一次握手的时候因为没有需要确认接收的数据，所以ACK=0。

　　4.SYN：同步位，在建立连接的时候用于同步序号。因为在前两次握手的时候之前并没有接收过数据，所以ack的值设置不了。SYN就是用来告诉接收端现在还是在同步阶段，因此ack的值可以直接设置为接收到的seq+1。

　　5.FIN：终止位，用来在数据传输完成后释放连接。

　　　　　　　　　　　　

 

　　　　　　　　　　　　　　  三次握手示意图（摘自《看透springMvc源代码分析与实践》图中有点错误已改正）

　　

　　说一下三次握手的过程：

　　第一次握手：发送端向服务端发起一次请求，带有的标识为，ACK=0（ack不起作用，不需要设置），SYN=1（此时处于同步状态，在服务端收到客户端发过来的SYN=1，所以服务端下次发送的ack的值就设置为接收到的seq+1，即ack=x+1），seq=x（用于服务端发起第二次握手时设置ack的值），此时客户端处于SYN_SENT状态，等待服务端确认。

　　第二次握手：服务端接收到第一次握手传过来的数据，根据SYN=1，设置ack=seq+1,即ack=x+1，同时也要设置SYN=1，因此服务端接收到了客户端的数据，也返回了ack=x+1给客户端用于证明自己接收到了客户端的数据，但是还不知道客户端能不能接收到它返回去的数据，所以它也需要确认，因此跟第一次握手一样，服务端也设置了一个seq的值y，用于验证客户端能否接收到数据，同时为了ack起作用，ACK=1。此时服务端处于SYN_RECV状态，等待客户端的确认。

　　第三次握手：客户端接收到第二次握手服务端发送过来的数据，通过检查到ack=x+1,证明服务端是接收到了它第一次发送过去的数据，不然服务端怎么知道要请求x+1的数据。同时服务端发送了一个seq=y过来，所以为了证明自己接收到了，就要将ack设置成ack=y+1。然后向服务端发送数据，服务端在接收到ack=y+1后就知道上次服务端发送过去的SYN包客户端接收到了，不然客户端怎么知道回复一个ack=y+1。

　　至此，两端都经过了确认，知道对方能接收到自己的数据，两端的状态都变为ESTABLISHED，然后就可以进行数据传输了。

　　

　　接下来就是四次挥手的过程：

                                    

　　　　　　　　　　　　　　  四次挥手示意图（摘自《看透springMvc源代码分析与实践》）

　　

　　当有一端传输完毕后想关闭连接，就会发送FIN包，告诉对方自己已经发完了，然后主动关闭端进入FIN_WAIT_1状态，等待对方的FIN包。

　　而被动关闭一方在接收到主动关闭方的FIN包后，回复一个确认包（ACK包）给主动关闭端，说明它收到了主动端的关闭请求，但是此时被动关闭端可能还有数据需要发送过去，因此没有马上发送FIN包过去。此时被动端进入CLOSE_WAIT状态，这时处理的看看是否还有数据待发送，有则继续发送完成。

　　主动端在接受到被动端的ACK包后进入FIN_WAIT_2状态，继续等待被动方发送FIN报文。

　　当被动端确定所有数据发送完毕后，就会发送一个FIN包给主动端，然后进入LAST_ACK状态，等待主动端确认包。

　　主动端在接收到了被动端的FIN包后，就知道被动端也准备关闭连接了，就会发送一个ACK包给被动端，告诉它我收到你的关闭请求了，我不会再等你的FIN包了，可以关闭了。但是这时主动端也不会马上关闭，而是进入TIME_WAIT状态，等待2MSL（2个最报文段生存时间）再关闭。因为有可能最后这个ACK包丢失了，这样被动端就会以为主动端没有接收到它发的FIN包，就会再次发送FIN包。而如果主动端在等待的时间内没有再次接收到被动端发送的FIN包，就证明被动端接收到了最后一个ACK包，进入CLOSED状态，已经关闭连接了。这是主动端也由TIME_WAIT状态变成CLOSED状态。至此，两端都已经关闭了连接。