TCP連線和關閉的過程
轉載的連結處：TCP連線和關閉
建立連線：三次握手
在 TCP/IP 協議中，TCP 協議提供可靠的連線服務，採用三次握手建立一個連線，如圖1所示。
圖1 TCP三次握手建立連線的過程
- 客戶端 A 傳送 SYN 包（SYN=j）到伺服器 B，並進入SYN_SEND 狀態，等待伺服器 B 確認。
- 伺服器 B 收到 SYN 包，必須確認客戶 A 的 SYN（ACK=j+1），同時自己也傳送一個 SYN 包（SYN=k），即 ACK+SYN 包，此時伺服器 B 進入SYN_RECV 狀態。
- 客戶端 A 收到伺服器 B 的 SYN＋ACK 包，向伺服器 B 傳送確認包 ACK（ACK=k+1）。此包傳送完畢，客戶端 A 和伺服器 B 進入 ESTABLISHED 狀態，完成三次握手。
完成三次握手，客戶端與伺服器開始傳送資料。
斷開連線：四次揮手
由於 TCP 連線是全雙工的，因此每個方向都必須單獨進行關閉。
這個原則是當一方完成它的資料傳送任務後就能傳送一個 FIN 來終止這個方向的連線。
收到一個 FIN 只意味著這一方向上沒有資料流動，一個 TCP 連線在收到一個 FIN 後仍能傳送資料。
首先進行關閉的一方將執行主動關閉，而另一方執行被動關閉。
TCP採用四次揮手關閉連線如圖2所示。
- 客戶端 A 傳送一個 FIN，用來關閉客戶 A 到伺服器 B 的資料傳送。
- 伺服器 B 收到這個 FIN，它發回一個 ACK，確認序號為收到的序號加1。和 SYN 一樣，一個 FIN 將佔用一個序號。
- 伺服器 B 關閉與客戶端 A 的連線，傳送一個 FIN 給客戶端 A。
- 客戶端 A 發回 ACK 報文確認，並將確認序號設定為收到序號加1。
FAQ
1．為什麼建立連線協議是三次握手，而關閉連線卻是四次握手呢？
這是因為服務端的 LISTEN 狀態下的 SOCKET 當收到 SYN 報文的建連請求後，它可以把 ACK 和 SYN（ACK 起應答作用，而 SYN 起同步作用）放在一個報文裡來發送。
但關閉連線時，當收到對方的 FIN 報文通知時，它僅僅表示對方沒有資料傳送給你了；但未必你所有的資料都全部發送給對方了，所以你未必會馬上會關閉 SOCKET，也即你可能還需要傳送一些資料給對方之後，再發送 FIN 報文給對方來表示你同意現在可以關閉連線了，所以它這裡的 ACK 報文和 FIN 報文多數情況下都是分開發送的。
2．為什麼 TIME_WAIT 狀態還需要等 2MSL 後才能返回到 CLOSED 狀態？
這是因為雖然雙方都同意關閉連線了，而且握手的4個報文也都協調和傳送完畢，按理可以直接回到 CLOSED 狀態（就好比從 SYN_SEND 狀態到 ESTABLISH 狀態那樣）；但是因為我們必須要假想網路是不可靠的，你無法保證你最後傳送的 ACK 報文會一定被對方收到，因此對方處於 LAST_ACK 狀態下的 SOCKET 可能會因為超時未收到 ACK 報文，而重發 FIN 報文，所以這個 TIME_WAIT 狀態的作用就是用來重發可能丟失的 ACK 報文。
參考
《TCP/IP詳解-卷1》第18章《TCP連線的建立與終止》
《UNIX網路程式設計-卷1》第2.6節《TCP連線的建立和終止》
《TCP連線的狀態轉換圖深度剖析》
《TCP狀態轉換圖》
《傳輸控制協議（TCP） – TCP狀態轉換圖》
《TCP狀態轉換圖、滑動視窗、半連線狀態、2MSL》