引言
前段時間一直在准備面試，本以為准備的挺好，然而被騰訊面試官問道網絡問題的時候，發現自己對TCP協議的理解真的是停留在表面，不夠深入。於是本着提高自己的想法，去查了些資料，這里主要是總結我對TCP建立與斷開連接過程的理解。你可以在這里看到更好的排版
常見題目
在面試中網絡問題是一定會考察的，而TCP協議則是考察網絡知識的重點。經常會被問道的問題如下：
- 請講一下TCP協議建立連接的過程
- 請介紹TCP協議中的三次握手和四次揮手是怎么樣的
- 為什么TCP協議要三次握手來確立連接，而不是兩次，也不是4次
- TCP連接發起是的syn序號為什么不能從同一個序號開始，比如說1
接下來，我將介紹我理解的TCP三次握手和4次揮手的過程，如果錯誤還請指正，謝謝。
TCP協議
三次握手過程
首先需要服務器監聽特定的端口，等待客戶端來請求連接。當客戶端需要建立連接時，客戶端會先向服務器發送syn報文，將報文中syn置為隨機生成的序號n（這里假設序號為1000）。服務器收到同步報文后，會回復一個ack報文，把ACK位置位n+1（這里的序號應該為1001），同時設置syn為y（這里假設為2000）。客戶端收到服務器發送的ack報文后，會回復一個ACK報文給服務器，其中ACK位置為y+1（這里即為2001）。當服務器收到ACK消息后，即認為連接進入穩定狀態。狀態機與流程圖如下：
四次揮手過程
當client從app接收到關閉指令后，client會給server發送FIN消息（表明client不會再給server發送數據），client進入finish-wait-1狀態。server收到finish消息后，回復確認消息ack給client，自身進入close-wait狀態。client接收到ack消息后，進入到FIN-WAIT-2狀態。並且在此狀態等待服務器發送finish消息。當server接收到app的關閉指令后，server給client發送FIN消息。服務器進入到LAST-ACK狀態。客戶端收到FIN消息后，會回復ACK消息，同時進入到TIME-WAIT狀態，來等待server收到ack消息，客戶端會在接下來的2MSL（maximum segment lifetime）的時間內保持TIME-WAIT狀態。為什么是2MSL時間呢，一是為了server有足夠的時間收到ACK消息，並在消息丟失時重發。二是為了在此連接結束后的后續連接提供緩沖期。如果不是2倍MSL的話，就可能混合來自不同連接的數據包，造成消息混亂。狀態機與流程圖如下：
完整過程
以下為TCP從建立連接到斷開的完整流程圖
開始答題
有了上面的介紹，基本能夠回答前兩個問題。
請講一下TCP協議建立連接的過程
看上面
請介紹TCP協議中的三次握手和四次揮手是怎么樣的
看上面
為什么TCP協議要三次握手來確立連接，而不是兩次，也不是4次
首先呢，根本不存在可靠的連接，tcp只是提供相對可靠的連接。三次握手的主要目的是交換通信需要的參數，主要是server與client的syn序號，這個序號是用於收發數據的。如果只有兩次握手的話，當服務器發送ack+syn消息后，就會認為建立了穩定連接，這個時候如果ack+syn丟失了，client並沒有收到這個消息，那么客戶端就會認為連接建立不成功，而直接進入close狀態。這樣就會造成，server一直在哪傻等，永遠不會有client來發送數據，這就會造成服務器資源的浪費。至於為什么不是四次握手，是因為握手三次成功以后，就可以認定當前連接是可靠的了，不然的話還需要client與server互相之間發送ack消息，這樣就無休無止了。
TCP連接發起是的syn序號為什么不能從同一個序號開始，比如說1
因為現實中的網絡狀況不可預知，比如說客戶端在第一次連接時，使用序號為1為初始序號進行數據發送，發送了1到30的數據片段，這個時候因為網絡問題斷開了連接。然后客戶端是syn為1重新建立了新的連接，這個時候服務器收到了之前發送的30個字節的數據，服務器就會以為這30個字節的數據是新發的，這就會導致數據混亂。
參考資料
說明，本文所有圖片均來自The TCP/IP Guide。
參考資料如下：