TCP協議中的三次握手和四次揮手+利用wireshark分析包
建立TCP需要三次握手才能建立，而斷開連線則需要四次握手。整個過程如下圖所示：
先來看看如何建立連線的。
首先Client端傳送連線請求報文，Server段接受連線後回覆ACK報文，併為這次連線分配資源。Client端接收到ACK報文後也向Server段發生ACK報文，並分配資源，這樣TCP連線就建立了。
那如何斷開連線呢？簡單的過程如下：
【注意】中斷連線端可以是Client端，也可以是Server端。
假設Client端發起中斷連線請求，也就是傳送FIN報文。Server端接到FIN報文後，意思是說"我Client端沒有資料要發給你了"，但是如果你還有資料沒有傳送完成，則不必急著關閉Socket，可以繼續傳送資料。所以你先發送ACK，"告訴Client端，你的請求我收到了，但是我還沒準備好，請繼續你等我的訊息
整個過程Client端所經歷的狀態如下：
【注意】 在TIME_WAIT狀態中，如果TCP client端最後一次傳送的ACK丟失了，它將重新發送。TIME_WAIT狀態中所需要的時間是依賴於實現方法的。典型的值為30秒、1分鐘和2分鐘。等待之後連線正式關閉，並且所有的資源(包括埠號)都被釋放。
【問題1】為什麼連線的時候是三次握手，關閉的時候卻是四次握手？
答：因為當Server端收到Client端的SYN連線請求報文後，可以直接傳送SYN+ACK報文。其中ACK報文是用來應答的，SYN報文是用來同步的。但是關閉連線時，當Server端收到FIN報文時，很可能並不會立即關閉SOCKET，所以只能先回復一個ACK報文，告訴Client端，"你發的FIN報文我收到了"。只有等到我Server端所有的報文都發送完了，我才能傳送FIN報文，因此不能一起傳送。故需要四步握手。
【問題2】為什麼TIME_WAIT狀態需要經過2MSL(最大報文段生存時間)才能返回到CLOSE狀態？
答：雖然按道理，四個報文都發送完畢，我們可以直接進入CLOSE狀態了，但是我們必須假象網路是不可靠的，有可以最後一個ACK丟失。所以TIME_WAIT狀態就是用來重發可能丟失的ACK報文。
wireshark抓包圖解 TCP三次握手/四次揮手詳解
TCP/IP協議族
TCP/IP是一個協議族，通常分不同層次進行開發，每個層次負責不同的通訊功能。包含以下四個層次：
1. 鏈路層，也稱作資料鏈路層或者網路介面層，通常包括作業系統中的裝置驅動程式和計算機中對應的網路介面卡。它們一起處理與電纜（或其他任何傳輸媒介）的物理介面細節。
2. 網路層，也稱作網際網路層，處理分組在網路中的活動，例如分組的選路。網路層協議包括IP協議（網際協議）、ICMP協議（Internet網際網路控制報文協議），以及IGMP協議（Internet組管理協議）。
3. 運輸層主要為兩臺主機上的應用程式提供端到端的通訊。在TCP/IP協議族中，有兩個互不相同的傳輸協議：TCP（傳輸控制協議）和UDP（使用者資料報協議）。TCP為兩臺主機提供高可靠性的資料通訊。他所作的工作包括把應用程式交給它的資料分成合適的小塊交給下面的網路層，確認接收到的分組，設定傳送最後確認分組的超時時鐘等。由於運輸層提供了高可靠性的端到端通訊，因此應用層可以忽略所有這些細節。而另一方面，UDP則為應用層提供一種非常簡單的服務。它只是把稱作資料報的分組從一臺主機發送到另一臺主機，但並不保證該資料報能到達另一端。任何必須的可靠性必須由應用層來提供。
4. 應用層負責處理特定的應用程式細節。包括Telnet（遠端登入）、FTP（檔案傳輸協議）、SMTP（簡單郵件傳送協議）以及SNMP（簡單網路管理協議）等。
wireshark抓到的包與對應的協議層如下圖所示：
1. Frame: 物理層的資料幀概況
2. Ethernet II: 資料鏈路層乙太網幀頭部資訊
3. Internet Protocol Version 4: 網際網路層IP包頭部資訊
4. Transmission Control Protocol: 傳輸層的資料段頭部資訊，此處是TCP
5. Hypertext Transfer Protocol: 應用層的資訊，此處是HTTP協議
二. TCP協議
TCP是一種面向連線（連線導向）的、可靠的基於位元組流的傳輸層通訊協議。TCP將使用者資料打包成報文段，它傳送後啟動一個定時器，另一端收到的資料進行確認、對失序的資料重新排序、丟棄重複資料。
TCP的特點有：
1. TCP是面向連線的運輸層協議
2. 每一條TCP連線只能有兩個端點，每一條TCP連線只能是點對點的
3. TCP提供可靠交付的服務
4. TCP提供全雙工通訊。資料在兩個方向上獨立的進行傳輸。因此，連線的每一端必須保持每個方向上的傳輸資料序號。
5. 面向位元組流。面向位元組流的含義：雖然應用程式和TCP互動是一次一個資料塊，但TCP把應用程式交下來的資料僅僅是一連串的無結構的位元組流
TCP報文首部，如下圖所示：
1. 源埠號：資料發起者的埠號，16bit
2. 目的埠號：資料接收者的埠號，16bit
3. 序號：32bit的序列號，由傳送方使用
4. 確認序號：32bit的確認號，是接收資料方期望收到傳送方的下一個報文段的序號，因此確認序號應當是上次已成功收到資料位元組序號加1。
5. 首部長度：首部中32bit字的數目，可表示15*32bit=60位元組的首部。一般首部長度為20位元組。
6. 保留：6bit, 均為0
7. 緊急URG：當URG=1時，表示報文段中有緊急資料，應儘快傳送。
8. 確認位元ACK：ACK = 1時代表這是一個確認的TCP包，取值0則不是確認包。
9. 推送位元PSH：當傳送端PSH=1時，接收端儘快的交付給應用程序。
10. 復位位元（RST）：當RST=1時，表明TCP連線中出現嚴重差錯，必須釋放連線，再重新建立連線。
11. 同步位元SYN：在建立連線是用來同步序號。SYN=1， ACK=0表示一個連線請求報文段。SYN=1，ACK=1表示同意建立連線。
12. 終止位元FIN：FIN=1時，表明此報文段的傳送端的資料已經發送完畢，並要求釋放傳輸連線。
13. 視窗：用來控制對方傳送的資料量，通知發放已確定的傳送視窗上限。
14. 檢驗和：該欄位檢驗的範圍包括首部和資料這兩部分。由發端計算和儲存，並由收端進行驗證。
15. 緊急指標：緊急指標在URG=1時才有效，它指出本報文段中的緊急資料的位元組數。
16. 選項：長度可變，最長可達40位元組
wireshark捕獲到的TCP包中的每個欄位如下圖所示：
三. TCP三次握手
TCP建立連線時，會有三次握手過程，如下圖所示，wireshark截獲到了三次握手的三個資料包。第四個包才是http的，說明http的確是使用TCP建立連線的。
下面來逐步分析三次握手過程：
第一次握手：客戶端向伺服器傳送連線請求包，標誌位SYN（同步序號）置為1，序號為X=0
第二次握手：伺服器收到客戶端發過來報文，由SYN=1知道客戶端要求建立聯機。向客戶端傳送一個SYN和ACK都置為1的TCP報文，設定初始序號Y=0，將確認序號(Acknowledgement Number)設定為客戶的序列號加1，即X+1 = 0+1=1, 如下圖：
第三次握手：客戶端收到伺服器發來的包後檢查確認序號(Acknowledgement Number)是否正確，即第一次傳送的序號加1（X+1=1）。以及標誌位ACK是否為1。若正確，伺服器再次傳送確認包，ACK標誌位為1，SYN標誌位為0。確認序號(Acknowledgement Number)=Y+1=0+1=1，傳送序號為X+1=1。客戶端收到後確認序號值與ACK=1則連線建立成功，可以傳送資料了。
四. TCP四次揮手
TCP斷開連線時，會有四次揮手過程，如下圖所示，wireshark截獲到了四次揮手的四個資料包。
下面來逐步分析四次揮手過程：
第一次揮手：客戶端給伺服器傳送TCP包，用來關閉客戶端到伺服器的資料傳送。將標誌位FIN和ACK置為1，序號為X=1，確認序號為Z=1。
伺服器收到FIN後，發回一個ACK(標誌位ACK=1),確認序號為收到的序號加1，即X=X+1=2。序號為收到的確認序號=Z。
伺服器關閉與客戶端的連線，傳送一個FIN。標誌位FIN和ACK置為1，序號為Y=1，確認序號為X=2。
客戶端收到伺服器傳送的FIN之後，發回ACK確認(標誌位ACK=1),確認序號為收到的序號加1，即Y+1=2。序號為收到的確認序號X=2。
