轉自 ： https://www.cnblogs.com/LUO77/p/5771237.html
大體看過，沒有深入研究，有需要時繼續看。

為什麼不能兩次握手：（防止已失效的連線請求又傳送到伺服器端，因而產生錯誤）

假設改為兩次握手，client端傳送的一個連線請求在伺服器滯留了，這個連線請求是無效的，client已經是closed的狀態了，而伺服器認為client想要建立

一個新的連線，於是向client傳送確認報文段，而client端是closed狀態，無論收到什麼報文都會丟棄。而如果是兩次握手的話，此時就已經建立連線了。

伺服器此時會一直等到client端發來資料，這樣就浪費掉很多server端的資源。

（校注：此時因為client沒有發起建立連線請求，所以client處於CLOSED狀態，接受到任何包都會丟棄，謝希仁舉的例子就是這種場景。但是如果伺服器傳送對這個延誤的舊連線報文的確認的同時，客戶端呼叫connect函式發起了連線，就會使客戶端進入SYN_SEND狀態，當伺服器那個對延誤舊連線報文的確認傳到客戶端時，因為客戶端已經處於SYN_SEND狀態，所以就會使客戶端進入ESTABLISHED狀態，此時伺服器端反而丟棄了這個重複的通過connect函式傳送的SYN包，見第三個圖。而連線建立之後，傳送包由於SEQ是以被丟棄的SYN包的序號為準，而伺服器接收序號是以那個延誤舊連線SYN報文序號為準，導致伺服器丟棄後續傳送的資料包）
三次握手的最主要目的是保證連線是雙工的，可靠更多的是通過重傳機制來保證的。

TCP可靠傳輸的實現：

TCP 連線的每一端都必須設有兩個視窗——一個傳送視窗和一個接收視窗。TCP 的可靠傳輸機制用位元組的序號進行控制。TCP 所有的確認都是基於序號而不是基於報文段。
傳送過的資料未收到確認之前必須保留，以便超時重傳時使用。傳送視窗沒收到確認不動，和收到新的確認後前移。

傳送快取用來暫時存放： 傳送應用程式傳送給傳送方 TCP 準備傳送的資料；TCP 已傳送出但尚未收到確認的資料。

接收快取用來暫時存放：按序到達的、但尚未被接收應用程式讀取的資料； 不按序到達的資料。

必須強調三點：

    1>   A 的傳送視窗並不總是和 B 的接收視窗一樣大（因為有一定的時間滯後）。

    2>   TCP 標準沒有規定對不按序到達的資料應如何處理。通常是先臨時存放在接收視窗中，等到位元組流中所缺少的位元組收到後，再按序交付上層的應用程序。

    3>   TCP 要求接收方必須有累積確認的功能，這樣可以減小傳輸開銷（累積確認：一般地講，如果傳送方發了包1，包2，包3，包4；接受方成功收到包1，包2，包3。
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4

那麼接受方可以發回一個確認包，序號為4(4表示期望下一個收到的包的序號；當然你約定好用3表示也可以)，那麼傳送方就知道包1到包3都發送接收成功，必要時重發包4。一個確認包確認了累積到某一序號的所有包。而不是對沒個序號都發確認包。）
TCP報文格式

 （1）序號：Seq序號，佔32位，用來標識從TCP源端向目的端傳送的位元組流，發起方傳送資料時對此進行標記。

  （2）確認序號：Ack序號，佔32位，只有ACK標誌位為1時，確認序號欄位才有效，Ack=Seq+1。

  （3）標誌位：共6個，即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等，具體含義如下：

  　　（A）URG：緊急指標（urgent pointer）有效。

  　　（B）ACK：確認序號有效。

  　　（C）PSH：接收方應該儘快將這個報文交給應用層。

  　　（D）RST：重置連線。

  　　（E）SYN：發起一個新連線。

  　　（F）FIN：釋放一個連線。

 需要注意的是：

  （A）不要將確認序號Ack與標誌位中的ACK搞混了。

  （B）確認方Ack=發起方Req+1，兩端配對。

三次握手
TCP三次即建立TCP連線，指建立一個TCP連線時，需要客戶端服務端總共傳送3 個包以確認連線的建立。在socket程式設計中，這一過程中由客戶端執行connect來觸發，流程如下：

（1）第一次握手：Client將標誌位SYN置為1（表示要發起一個連線），隨機產生一個值seq=J，並將該資料包傳送給Server，Client進入SYN_SENT狀態，等待Server確認。

（2）第二次握手：Server收到資料包後由標誌位SYN=1知道Client請求建立連線，Server將標誌位SYN和ACK都置為1，ack=J+1，隨機產生一個值seq=K，並將該資料包傳送給Client以確認連線請求，Server進入SYN_RCVD狀態。

（3）第三次握手：Client收到確認後，檢查ack是否為J+1，ACK是否為1，如果正確則將標誌位ACK置為1，ack=K+1，並將該資料包傳送給Server，Server檢查ack是否為K+1，ACK是否為1，如果正確則連線建立成功，Client和Server進入ESTABLISHED狀態，完成三次握手，隨後Client與Server之間可以開始傳輸資料了。

SYN攻擊：

  在三次握手過程中，Server傳送SYN-ACK之後，收到Client的ACK之前的TCP連線稱為半連線（half-open connect），此時Server處於SYN_RCVD狀態，當收到ACK後，Server轉入ESTABLISHED狀態。SYN攻擊就是Client在短時間內偽造大量不存在的IP地址，並向Server不斷地傳送SYN包，Server回覆確認包，並等待Client的確認，由於源地址是不存在的，因此，Server需要不斷重發直至超時，這些偽造的SYN包將產時間佔用未連線佇列，導致正常的SYN請求因為佇列滿而被丟棄，從而引起網路堵塞甚至系統癱瘓。SYN攻擊時一種典型的DDOS攻擊，檢測SYN攻擊的方式非常簡單，即當Server上有大量半連線狀態且源IP地址是隨機的，則可以斷定遭到SYN攻擊了，使用如下命令可以讓之現行：

  #netstat -nap | grep SYN_RECV

ddos攻擊：

分散式拒絕服務(DDoS:Distributed Denial of Service)攻擊指藉助於客戶/伺服器技術，將多個計算機聯合起來作為攻擊平臺，對一個或多個目標發動DDoS攻擊，從而成倍地提高拒絕服務攻擊的威力。通常，攻擊者使用一個偷竊帳號將DDoS主控程式安裝在一個計算機上，在一個設定的時間主控程式將與大量代理程式通訊，代理程式已經被安裝在網路上的許多計算機上。代理程式收到指令時就發動攻擊。利用客戶/伺服器技術，主控程式能在幾秒鐘內啟用成百上千次代理程式的執行。

四次揮手
所謂四次揮手（Four-Way Wavehand）即終止TCP連線，就是指斷開一個TCP連線時，需要客戶端和服務端總共傳送4個包以確認連線的斷開。在socket程式設計中，這一過程由客戶端或服務端任一方執行close來觸發，整個流程如下圖所示：

由於TCP連線時全雙工的，因此，每個方向都必須要單獨進行關閉，這一原則是當一方完成資料傳送任務後，傳送一個FIN來終止這一方向的連線，收到一個FIN只是意味著這一方向上沒有資料流動了，即不會再收到資料了，但是在這個TCP連線上仍然能夠傳送資料，直到這一方向也傳送了FIN。首先進行關閉的一方將執行主動關閉，而另一方則執行被動關閉，上圖描述的即是如此。

 （1）第一次揮手：Client傳送一個FIN，用來關閉Client到Server的資料傳送，Client進入FIN_WAIT_1狀態。

 （2）第二次揮手：Server收到FIN後，傳送一個ACK給Client，確認序號為收到序號+1（與SYN相同，一個FIN佔用一個序號），Server進入CLOSE_WAIT狀態。

 （3）第三次揮手：Server傳送一個FIN，用來關閉Server到Client的資料傳送，Server進入LAST_ACK狀態。

 （4）第四次揮手：Client收到FIN後，Client進入TIME_WAIT狀態，接著傳送一個ACK給Server，確認序號為收到序號+1，Server進入CLOSED狀態，完成四次揮手。

為什麼需要TIME_WAIT

TIMEWAIT狀態也稱為2MSL等待狀態。

1）為實現TCP這種全雙工（full-duplex）連線的可靠釋放

這樣可讓TCP再次傳送最後的ACK以防這個ACK丟失(另一端超時並重發最後的FIN)。這種2MSL等待的另一個結果是這個TCP連線在2MSL等待期間，定義這個連線的插口(客戶的IP地址和埠號，伺服器的IP地址和埠號)不能再被使用。這個連線只能在2MSL結束後才能再被使用。

2）為使舊的資料包在網路因過期而消失

每個具體TCP實現必須選擇一個報文段最大生存時間MSL(Maximum Segment Lifetime)。它是任何報文段被丟棄前在網路內的最長時間。

為什麼建立連線是三次握手，而關閉連線卻是四次揮手呢？

這是因為服務端在LISTEN狀態下，收到建立連線請求的SYN報文後，把ACK和SYN放在一個報文裡傳送給客戶端。而關閉連線時，當收到對方的FIN報文時，僅僅表示對方不再發送資料了但是還能接收資料，我們也未必全部資料都發送給對方了，所以我們不可以立即close，也可以傳送一些資料給對方後，再發送FIN報文給對方來表示同意現在關閉連線，因此，我們的ACK和FIN一般都會分開發送。