在談及TCP建立連接和釋放連接過程,先來簡單認識一下TCP報文段首部格式的的幾個名詞(這里只是簡單說明,具體請查看相關教程)

序列號seq:占4個字節,用來標記數據段的順序,TCP把連接中發送的所有數據字節都編上一個序號,第一個字節的編號由本地隨機產生;給字節編上序號后,就給每一個報文段指派一個序號;序列號seq就是這個報文段中的第一個字節的數據編號。
確認號ack:占4個字節,期待收到對方下一個報文段的第一個數據字節的序號;序列號表示報文段攜帶數據的第一個字節的編號;而確認號指的是期望接收到下一個字節的編號;因此當前報文段最后一個字節的編號+1即為確認號。
確認ACK:占1位,僅當ACK=1時,確認號字段才有效。ACK=0時,確認號無效
同步SYN:連接建立時用於同步序號。當SYN=1,ACK=0時表示:這是一個連接請求報文段。若同意連接,則在響應報文段中使得SYN=1,ACK=1。因此,SYN=1表示這是一個連接請求,或連接接受報文。SYN這個標志位只有在TCP建產連接時才會被置1,握手完成后SYN標志位被置0。
終止FIN:用來釋放一個連接。FIN=1表示:此報文段的發送方的數據已經發送完畢,並要求釋放運輸連接
確認號ack:占4個字節,期待收到對方下一個報文段的第一個數據字節的序號;序列號表示報文段攜帶數據的第一個字節的編號;而確認號指的是期望接收到下一個字節的編號;因此當前報文段最后一個字節的編號+1即為確認號。
確認ACK:占1位,僅當ACK=1時,確認號字段才有效。ACK=0時,確認號無效
同步SYN:連接建立時用於同步序號。當SYN=1,ACK=0時表示:這是一個連接請求報文段。若同意連接,則在響應報文段中使得SYN=1,ACK=1。因此,SYN=1表示這是一個連接請求,或連接接受報文。SYN這個標志位只有在TCP建產連接時才會被置1,握手完成后SYN標志位被置0。
終止FIN:用來釋放一個連接。FIN=1表示:此報文段的發送方的數據已經發送完畢,並要求釋放運輸連接
PS:ACK、SYN和FIN這些大寫的單詞表示標志位,其值要么是1,要么是0;ack、seq小寫的單詞表示序號。
三次握手:
A:“喂,你聽得到嗎?”A->SYN_SEND
B:“我聽得到呀,你聽得到我嗎?”應答與請求同時發出 B->SYN_RCVD | A->ESTABLISHED
A:“我能聽到你,今天balabala……”B->ESTABLISHED
四次揮手:
A:“喂,我不說了。”A->FIN_WAIT1
B:“我知道了。等下,上一句還沒說完。Balabala…..”B->CLOSE_WAIT | A->FIN_WAIT2
B:”好了,說完了,我也不說了。”B->LAST_ACK
A:”我知道了。”A->TIME_WAIT | B->CLOSED
一、TCP建立連接三次握手
(1)、三次握手的過程
1)主機A向主機B發送TCP連接請求數據包,其中包含主機A的初始序列號seq(A)=x。(其中報文中同步標志位SYN=1,ACK=0,表示這是一個TCP連接請求數據報文;序號seq=x,表明傳輸數據時的第一個數據字節的序號是x);
2)主機B收到請求后,會發回連接確認數據包。(其中確認報文段中,標識位SYN=1,ACK=1,表示這是一個TCP連接響應數據報文,並含主機B的初始序列號seq(B)=y,以及主機B對主機A初始序列號的確認號ack(B)=seq(A)+1=x+1)
3)第三次,主機A收到主機B的確認報文后,還需作出確認,即發送一個序列號seq(A)=x+1;確認號為ack(A)=y+1的報文;
2)主機B收到請求后,會發回連接確認數據包。(其中確認報文段中,標識位SYN=1,ACK=1,表示這是一個TCP連接響應數據報文,並含主機B的初始序列號seq(B)=y,以及主機B對主機A初始序列號的確認號ack(B)=seq(A)+1=x+1)
3)第三次,主機A收到主機B的確認報文后,還需作出確認,即發送一個序列號seq(A)=x+1;確認號為ack(A)=y+1的報文;

(2)為什么需要第三次握手?
還要再發送一次確認是為了,防止已失效的連接請求報文段突然又傳到了B,因而產生錯誤。
已失效的報文段:正常情況下:A發出連接請求,但因為丟失了,故而不能收到B的確認。於是A重新發出請求,然后收到確認,建立連接,數據傳輸完畢后,釋放連接,A發了2個,一個丟掉,一個到達,沒有“已失效的報文段”
但是,某種情況下,A的第一個在某個節點滯留了,延誤到達,本來這是一個早已失效的報文段,但是在A發送第二個,並且得到B的回應,建立了連接以后,這個報文段竟然到達了,於是B就認為,A又發送了一個新的請求,於是發送確認報文段,同意建立連接,假若沒有三次的握手,那么這個連接就建立起來了(有一個請求和一個回應),此時,A收到B的確認,但A知道自己並沒有發送建立連接的請求,因為不會理睬B的這個確認,於是呢,A也不會發送任何數據,而B呢卻以為新的連接建立了起來,一直等待A發送數據給自己,此時B的資源就被白白浪費了。但是采用三次握手的話,A就不發送確認,那么B由於收不到確認,也就知道並沒有要求建立連接。
已失效的報文段:正常情況下:A發出連接請求,但因為丟失了,故而不能收到B的確認。於是A重新發出請求,然后收到確認,建立連接,數據傳輸完畢后,釋放連接,A發了2個,一個丟掉,一個到達,沒有“已失效的報文段”
但是,某種情況下,A的第一個在某個節點滯留了,延誤到達,本來這是一個早已失效的報文段,但是在A發送第二個,並且得到B的回應,建立了連接以后,這個報文段竟然到達了,於是B就認為,A又發送了一個新的請求,於是發送確認報文段,同意建立連接,假若沒有三次的握手,那么這個連接就建立起來了(有一個請求和一個回應),此時,A收到B的確認,但A知道自己並沒有發送建立連接的請求,因為不會理睬B的這個確認,於是呢,A也不會發送任何數據,而B呢卻以為新的連接建立了起來,一直等待A發送數據給自己,此時B的資源就被白白浪費了。但是采用三次握手的話,A就不發送確認,那么B由於收不到確認,也就知道並沒有要求建立連接。
簡而言之:第三次握手,主機A發送一次確認是為了防止:如果客戶端遲遲沒有收到服務器返回的確認報文,這時他會放棄連接,重新啟動一條連接請求;但問題是:服務器不知客戶端沒收到,所以他會收到兩個連接請求,白白浪費了一條連接開銷。
二、TCP釋放連接四次握手
(1)四次握手過程
假設主機A為客戶端,主機B為服務器,其釋放TCP連接的過程如下:
1) 關閉客戶端到服務器的連接:首先客戶端A發送一個FIN,用來關閉客戶到服務器的數據傳送,然后等待服務器的確認。其中終止標志位FIN=1,序列號seq=u
2) 服務器收到這個FIN,它發回一個ACK,確認號ack為收到的序號加1。
3) 關閉服務器到客戶端的連接:也是發送一個FIN給客戶端。
4) 客戶段收到FIN后,並發回一個ACK報文確認,並將確認序號seq設置為收到序號加1。
3) 關閉服務器到客戶端的連接:也是發送一個FIN給客戶端。
4) 客戶段收到FIN后,並發回一個ACK報文確認,並將確認序號seq設置為收到序號加1。
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。

主機A發送FIN后,進入終止等待狀態, 服務器B收到主機A連接釋放報文段后,就立即給主機A發送確認,然后服務器B就進入close-wait狀態,此時TCP服務器進程就通知高層應用進程,因而從A到B的連接就釋放了。此時是“半關閉”狀態。即A不可以發送給B,但是B可以發送給A。
此時,若B沒有數據報要發送給A了,其應用進程就通知TCP釋放連接,然后發送給A連接釋放報文段,並等待確認。A發送確認后,進入time-wait,注意,此時TCP連接還沒有釋放掉,然后經過時間等待計時器設置的2MSL后,A才進入到close狀態。
此時,若B沒有數據報要發送給A了,其應用進程就通知TCP釋放連接,然后發送給A連接釋放報文段,並等待確認。A發送確認后,進入time-wait,注意,此時TCP連接還沒有釋放掉,然后經過時間等待計時器設置的2MSL后,A才進入到close狀態。