三次握手

第一次握手：主機A傳送位碼為syn＝1,隨機產生seq number=10001的資料包到伺服器，主機B由SYN=1知道，A要求建立聯機，此時狀態為SYN_SENT；
第二次握手：主機B收到請求後要確認聯機資訊，向A傳送ack number=(主機A的seq+1),syn=1,ack=1,隨機產生seq=20001的包，此時狀態由LISTEN變為SYN_RECV；
第三次握手：主機A收到後檢查ack number是否正確，即第一次傳送的seq number+1,以及位碼ack是否為1，若正確，主機A會再發送ack number=(主機B的seq+1),ack=1，主機B收到後確認seq值與ack=1則連線建立成功，雙方狀態ESTABLISHED。

完成三次握手，主機A與主機B開始傳送資料

• 各個狀態名稱與含義

  CLOSED: 這個沒什麼好說的了，表示初始狀態。
  LISTEN: 這個也是非常容易理解的一個狀態，表示伺服器端的某個SOCKET處於監聽狀態，可以接受連線了。
  SYN_RECV: 這個狀態表示接受到了SYN報文，在正常情況下，這個狀態是伺服器端的SOCKET在建立TCP連線時的三次握手會話過程中的一箇中間狀態，很短暫，基本 上用netstat你是很難看到這種狀態的，除非你特意寫了一個客戶端測試程式，故意將三次TCP握手過程中最後一個ACK報文不予傳送。因此這種狀態 時，當收到客戶端的ACK報文後，它會進入到ESTABLISHED狀態。
  SYN_SENT: 這個狀態與SYN_RECV遙想呼應，當客戶端SOCKET執行CONNECT連線時，它首先發送SYN報文，因此也隨即它會進入到了SYN_SENT狀 態，並等待服務端的傳送三次握手中的第2個報文。SYN_SENT狀態表示客戶端已傳送SYN報文。
  ESTABLISHED：這個容易理解了，表示連線已經建立了。

• 四次揮手

  

  FIN_WAIT_1: 這個狀態要好好解釋一下，其實FIN_WAIT_1和FIN_WAIT_2狀態的真正含義都是表示等待對方的FIN報文。而這兩種狀態的區別 是：FIN_WAIT_1狀態實際上是當SOCKET在ESTABLISHED狀態時，它想主動關閉連線，向對方傳送了FIN報文，此時該SOCKET即 進入到FIN_WAIT_1狀態。而當對方迴應ACK報文後，則進入到FIN_WAIT_2狀態，當然在實際的正常情況下，無論對方何種情況下，都應該馬 上回應ACK報文，所以FIN_WAIT_1狀態一般是比較難見到的，而FIN_WAIT_2狀態還有時常常可以用netstat看到。
  FIN_WAIT_2：上面已經詳細解釋了這種狀態，實際上FIN_WAIT_2狀態下的SOCKET，表示半連線，也即有一方要求close連線，但另外還告訴對方，我暫時還有點資料需要傳送給你，稍後再關閉連線。
  TIME_WAIT: 表示收到了對方的FIN報文，併發送出了ACK報文，就等2MSL後即可回到CLOSED可用狀態了。如果FIN_WAIT_1狀態下，收到了對方同時帶 FIN標誌和ACK標誌的報文時，可以直接進入到TIME_WAIT狀態，而無須經過FIN_WAIT_2狀態。
  CLOSING: 這種狀態比較特殊，實際情況中應該是很少見，屬於一種比較罕見的例外狀態。正常情況下，當你傳送FIN報文後，按理來說是應該先收到（或同時收到）對方的 ACK報文，再收到對方的FIN報文。但是CLOSING狀態表示你傳送FIN報文後，並沒有收到對方的ACK報文，反而卻也收到了對方的FIN報文。什 麼情況下會出現此種情況呢？其實細想一下，也不難得出結論：那就是如果雙方几乎在同時close一個SOCKET的話，那麼就出現了雙方同時傳送FIN報 文的情況，也即會出現CLOSING狀態，表示雙方都正在關閉SOCKET連線。
  CLOSE_WAIT: 這種狀態的含義其實是表示在等待關閉。怎麼理解呢？當對方close一個SOCKET後傳送FIN報文給自己，你係統毫無疑問地會迴應一個ACK報文給對 方，此時則進入到CLOSE_WAIT狀態。接下來呢，實際上你真正需要考慮的事情是察看你是否還有資料傳送給對方，如果沒有的話，那麼你也就可以 close這個SOCKET，傳送FIN報文給對方，也即關閉連線。所以你在CLOSE_WAIT狀態下，需要完成的事情是等待你去關閉連線。
  LAST_ACK: 這個狀態還是比較容易好理解的，它是被動關閉一方在傳送FIN報文後，最後等待對方的ACK報文。當收到ACK報文後，也即可以進入到CLOSED可用狀態了。

• 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，所以你可以未 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。

• 為什麼TIME_WAIT狀態還需要等2MSL後才能返回到CLOSED狀態？
  因為雖然雙方都同意關閉連線了，而且握手的4個報文也都發送完畢，按理可以直接回到CLOSED 狀態(就好比從SYN_SENT 狀態到ESTABLISH 狀態那樣)，但是我們必須假想網路是不可靠的，你無法保證你(客戶端)最後傳送的ACK報文一定會被對方收到，就是說對方處於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。

• 關閉TCP連線一定需要4次揮手嗎?
  不一定，4次揮手關閉TCP連線是最安全的做法。但在有些時候，我們不喜歡TIME_WAIT 狀態(如當MSL數值設定過大導致伺服器端有太多TIME_WAIT狀態的TCP連線，減少這些條目數可以更快地關閉連線，為新連線釋放更多資源)，這時我們可以通過設定SOCKET變數的SO_LINGER標誌來避免SOCKET在close()之後進入TIME_WAIT狀態，這時將通過傳送RST強制終止TCP連線(取代正常的TCP四次握手的終止方式)。但這並不是一個很好的主意，TIME_WAIT 對於我們來說往往是有利的。