TCP 的三次握手/四次挥手的过程
- TCP 是一种面向连接的、可靠的字节流服务
- TCP 连接中仅有两方可以彼此通信，广播和多播不用于 TCP
- 使用校验和、确认、重传机制来实现可靠传输
- 给数据分组进行排序，使用累积确认来保证数据的顺序不变和非重复
- 用滑动窗口来实现流量控制，通过动态改变窗口的大小来进行拥塞控制
三次握手
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客户端的 TCP 首先向服务器端的 TCP 发送一个特殊的 TCP 报文，报文的首部不包含应用层数据，其首部 SYN 标志位置 1。称该报文段为 SYN 报文段。并且还会随机选择一个初始序号（client_isn，isn 为 initial sequence number） 放在序号字段。该报文段会放到一个 IP 数据报中，发送给服务器。
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包含 TCP SYN 报文段的 IP 数据报到达服务器主机，服务器从中抽取 TCP SYN 报文段，为该 TCP 连接分配 TCP 缓存和变量，并向该客户 TCP 发送允许连接的报文段，该报文段也不包含应用层数据。但是其首部包含了三个重要的信息：
- SYN 置 1
- 首部的确认号字段被置为 client_isn + 1
- 服务器选择自己的初始序号（server_isn），将其放入序号字段
该报文段意义为：我已经收到了你发的 SYN，该分组序号为 client_isn，我同意建立连接，我自己的初始序号为 server_isn。该允许连接的报文段有时称为 SYNACK 报文段（SYNACK segment）
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客户端收到 SYNACK 后，为该连接分配缓存和变量，客户端向服务器发送另外一个报文段，该报文段对服务器的允许连接的报文段进行了确认（确认字段放 server_isn + 1），由于连接已建立，因此 SYN 被置 0。并且这一阶段可以在报文段负载中携带需要发送的数据。（注意：前两步中 SYN 会消耗一个序列号，第三步里单纯的 ACK 不消耗序列号）
通过这三步之后，客户端与服务器端就可以互相发送数据的报文段了，此后的每一个报文段，SYN 都会置为 0。该建立连接的过程称为三次握手（three-way handshake）
- 为什么需要初始序号？
TCP 是双向的可靠连接，为了建立双向的可靠连接，TCP 通信的双方通过分别维护一个序列号来保证通信的可靠性。
- 为什么需要三次握手，而不是两次？
根本原因仍然是为了保证通信的双方都能够得到对方的序列号（sequence number）
假如只有两次握手，那么只有 server 端知道了 client 的初始序列号，而 client 端不知道 server 端的初始序列号。
四次挥手
- 客户端向服务器发送一个 TCP 报文，报文中 FIN 置 1，seq = x，表示客户端已经不再发送数据，但是仍然可以接收数据。发送完毕后，客户端进入 FIN_WAIT_1 状态 （此处选择的是客户端决定关闭连接，注意：服务器也可以选择关闭连接）
- 服务器收到客户端的 FIN，向客户端发送 ACK 表示确认收到，此时服务器只是回应消息，并没有准备好关闭连接，发送完毕后，服务器进入 CLOSE_WAIT 状态。客户端收到这个确认包之后进入 FIN_WAIT_2 状态，等待服务器关闭连接
- 服务器准备好关闭连接，向客户端发送结束连接请求，FIN 置 1。发送完毕后服务器进入 LAST_ACK 状态，等待来自客户端的最后一个 ACK
- 客户端收到服务器的关闭请求，发送一个 ACK 确认包，进入 TIME_WAIT 状态，等待可能出现的要求重传的 ACK 包。服务端收到这个确认包之后，关闭连接，进入 CLOSED 状态。在客户端等待了某个固定的时间（两个最大段生命周期 2MSL(Maximum Segment Lifetime)）后，没有收到服务端的 ACK，认为服务器已经正常关闭连接，此时自己也关闭连接，进入 CLOSED 状态。
参考资料
《计算机网络：自顶向下》
https://hit-alibaba.github.io/interview/basic/network/TCP.html
