TCP(三次握手四次挥手)
面试 TCP 的意义何在？
经常会听到这样抱怨：我是做业务程序开发的，面试官竟然问我 TCP 三次握手、TCP 拥塞控制的问题，还问的这么细致？有些同学会觉着面试官是闲的淡疼，我们技术人应该以积极的心态来理解和面对这个问题，在我看来面试 TCP 有重要的意义：
1. 从面试官的角度，可以快速考察候选人对基础知识的掌握程度，以及候选人对待技术的那种知其所以然的态度。
2. 从求职者的角度，即使工作内容中没有直接用到 TCP 协议，但在遇到网络故障，调试和分析问题时，熟悉 TCP 显得十分重要，要不抓包都看不懂。
3. 从学习的角度，我们可以学习 TCP 的设计理念，比如 TCP 重传、拥塞控制，以及如何在性能和原理之间做权衡和取舍的，举一反三，将这些原理细节应用到我们平时的软件设计上，也是一种思维上的学习成长。
4. 如果想要调整 TCP 参数来提升传输速度，可服务器上相关的系统参数有几十个，究竟该怎么调整呢？
5. 在服务器本地的 TCP 连接状态出现了类似 fin_wait、time_wait，该怎么解决，是什么原因引起的？如果不懂 TCP，即使别人告诉你解决方案，你也不能够真正理解的。
所以，我们非常有必要认真学习 TCP 协议，对 TCP 熟悉程度，在某种意义上也是你与别人拉开距离的重要标识。
TCP建立连接—三次握手
TCP连接的建立采用客户服务器方式。主动发起连接建立的应用进程叫做客户(client)，而被动等待的连接建立的应用进程叫做服务器(server)。
三次握手的含义：TCP建立连接的过程叫握手，握手需要在客户端和服务器之间交换三个TCP报文段，也就是一次握手过程中交换了三个报文。握手的主要作用就是为了确认双方的接收和发送能力是否正常。
一开始客户段和服务器端都处于CLOSED(关闭)状态，随后服务器进程处于LISTEN(收听)状态，等待客户端的连接请求。
（1） 第一次握手：客户端向服务器发出连接请求报文段，并进入 SYN_SENT(同步已发送) 状态，等待服务器的确认。
SYN_RCVD(同步收到) 状态。
（3） 第三次握手：客户端收到服务器的确认报文后，向服务器发送确认报文，这时TCP连接已经建立，客户端进入 ESTABLISHED 状态。当服务器收到客户端发送的确认报文后也会进入 ESTABLISHED 状态，完成三次握手。
为什么 TCP 采用三次握手，二次握手可以吗？
前面说了握手的主要作用就是为了确认双方的接收和发送能力是否正常。
TCP 建立连接之前，需要确认客户端与服务器双方的收包和发包的能力。
1. 第一次握手：客户端发送网络包，服务端收到了。这样服务端就能得出结论：客户端的发送能力、服务端的接收能力是正常的。
2. 第二次握手：服务端发包，客户端收到了。这样客户端就能得出结论：服务端的接收、发送能力，客户端的接收、发送能力是正常的。不过此时服务器并不能确认客户端的接收能力是否正常。
3. 第三次握手：客户端发包，服务端收到了。这样服务端就能得出结论：客户端的接收、发送能力正常，服务器自己的发送、接收能力也正常。
所以，只有三次握手才能确认双方的接收与发送能力是否正常。
TCP断开连接—四次挥手
当我们的应用程序不需要数据通信了，就会发起断开 TCP 连接。建立一个连接需要三次握手，而终止一个连接需要经过四次挥手。
一开始客户段和服务器都是链接状态(ESTABLISHED)
（1） 第一次挥手。客户端发起 FIN 包（FIN = 1）,客户端进入 FIN_WAIT_1 状态。TCP 规定，即使 FIN 包不携带数据，也要消耗一个序号。
（2） 第二次挥手。服务器端收到 FIN 包，发出确认包 ACK（ack = u + 1），并带上自己的序号 seq=v，服务器端进入了 CLOSE_WAIT 状态。这个时候客户端已经没有数据要发送了，不过服务器端有数据发送的话，客户端依然需要接收。客户端接收到服务器端发送的 ACK 后，进入了 FIN_WAIT_2 状态。
（3） 第三次挥手。服务器端数据发送完毕后，向客户端发送 FIN 包（seq=w ack=u+1），半连接状态下服务器可能又发送了一些数据，假设发送 seq 为 w。服务器此时进入了 LAST_ACK 状态。
（4） 第四次挥手。客户端收到服务器的 FIN 包后，发出确认包（ACK=1，ack=w+1），此时客户端就进入了 TIME_WAIT 状态。注意此时 TCP 连接还没有释放，必须经过 2*MSL 后，才进入 CLOSED 状态。而服务器端收到客户端的确认包 ACK 后就进入了 CLOSED 状态，可以看出服务器端结束 TCP 连接的时间要比客户端早一些。
为什么建立连接握手三次，关闭连接时需要是四次呢？
答：其实在 TCP 握手的时候，接收端发送 SYN+ACK 的包是将一个 ACK 和一个 SYN 合并到一个包中，所以减少了一次包的发送，三次完成握手。对于四次挥手，因为 TCP 是全双工通信，在主动关闭方发送 FIN 包后，接收端可能还要发送数据，不能立即关闭服务器端到客户端的数据通道，所以也就不能将服务器端的 FIN 包与对客户端的 ACK 包合并发送，只能先确认 ACK，然后服务器待无需发送数据时再发送 FIN 包，所以四次挥手时必须是四次数据包的交互。
