TCP连接的建立与释放

一、TCP连接的建立

TCP 是面向连接的，在传输 TCP 报文段之前先要创建连接，发起连接的一方被称为客户端，而响应连接请求的一方被称为服务端，而这个创建连接的过程被称为三次握手 ：

1. 客户端发出请求连接报文段，其中报头控制位SYN=X。

2. 服务端收到请求报文段后，向客户端发送确认报文段。确认报文段的首部中ACK=X+1，同时在同一个包中包含自己的SYN=Y。

3. 客户端收到服务端的确认报文段后，还要给服务端发送一个确认报文段。这个报文段中ACK=Y+1。

至此 TCP 连接已经建立，客户端进入 ESTABLISHED(已建立连接)状态，当服务端收到确认后，也进入ESTABLISHED状态，它们之间便可以正式传输数据了。

二、TCP连接的释放

当传输数据结束后，通信双方都可以释放连接，由于TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭,这个释放连接过程被称为四次挥手 :

1. 此时 TCP 连接两端都还处于 ESTABLISHED 状态，客户端停止发送数据，并发出一个 FIN 报文段。

2. 服务端回复确认报文段，确认号 ack=FIN+1。现在 TCP 连接处于半开半闭状态，服务端如果继续发送数据，客户端依然接收(因为只关闭了一个方向：客户端到服务端)。

3. 服务端发送完数据后，发出 FIN 报文段，然后进入 LAST-ACK(最后确认)状态。

4. 客户端回复确认确认报文段，ACK=FIN+1，然后进入 TIME-WAIT(时间等待)状态。

注意此时连接还没有释放，需要时间等待状态结束后(4 分钟) 连接两端才会 CLOSED。设置时间等待是因为，有可能最后一个确认报文丢失而需要重传。

三、为什么建立连接协议是三次握手，而关闭连接却是四次握手呢？

这是因为服务端的LISTEN状态下的SOCKET当收到SYN报文的建连请求后，它可以把ACK和SYN（ACK起应答作用，而SYN起同步作用）放在一个报文里来发送。但关闭连接时，当收到对方的FIN报文通知时，它仅仅表示对方没有数据发送给你了；但未必你所有的数据都全部发送给对方了，所以你可以未必会马上会关闭SOCKET,也即你可能还需要发送一些数据给对方之后，再发送FIN报文给对方来表示你同意现在可以关闭连接了，所以它这里的ACK报文和FIN报文多数情况下都是分开发送的。