TCP-三次握手和四次揮手簡單理解
背景：TCP，即傳輸控制協議，是一種面向連接的可靠的，基於字節流的傳輸層協議。作用是在不可靠的互聯網絡上提供一個可靠的端到端的字節流服務，為了准確無誤的將數據送達目的地，TCP協議采納三次握手策略。
一、TCP報文
TCP報文格式圖：
上圖中的幾個字段需要重點介紹下：
| 字段 | 介紹 |
|---|---|
| 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列號，第一個序列號由本地隨機產生；給字節編上序號后，就給每一個報文指派一個序號；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段的一個數據字節的序號；序列號表示報文段攜帶數據段第一個字節的編號；而確認號指的是期望接受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這個標准位只有在TCP建成連接時才會被置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：此報文段段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。
標志位：
| 字段 | 含義 |
|---|---|
| URG | 緊急指針是否有效。為1時，表示某一位需要被優先處理。 |
| ACK | 確認號是否有效，一般置為1。 |
| PSH | 接收方應該盡快將這個報文交給應用層。 |
| RST | 重置連接。 |
| SYN | 發起一個新連接。 |
| FIN | 釋放一個連接。 |
注意：不要將確認序號ack與標志位中的ACK搞混了。
二、三次握手(Three-Way Handshake)
原理：
第一次握手：建立連接是，客戶端發送syn包（syn=x）到服務器，並進入SYN_SENT狀態，等待服務器確認；SYN：同步序列號。
第二次握手：服務器收到syn包，必須確認客戶的SYN（ack=x+1），同時自己也發送一個SYN包（syn=y），即SYN+ACK包，此時服務器進入SYN_RECV狀態。
第三次握手：客戶端收到服務器的SYN+ACK包，向服務器發送確認包ACK（ack=y+1）,此包發送完畢，客戶端和服務器進入ESTABLISHED（TCP連接成功）狀態，完成三次握手。
為什么要三次握手？
三次握手的最主要目的是「雙方確認自己與對方的發送與接收是正常的」。
第一次握手：Client什么都不能確認；Server確認了對方發送正常。
第二次握手：Client確認了：自己發送、接收正常，對方發送、接收正常；Server確認了：自己接受正常，對方發送正常。
第三次握手：Client確認了：自己發送、接受正常，對方發送，接受正常；Server確認了：自己發送了、接受正常，對方發送、接受正常。
所以三次握手就能確認雙方收發功能是否正常。
通俗的說法：
Client：喂！聽的到嗎？
Server：可以，我聽的到。
Client：好的，我們都能互相聽的對方的話，可以開始通信了。
三次握手為什么不用兩次，或者四次？
因為只有三次才最合適，三次通信是最小值，兩次通信無法確認雙方收發功能的正常，而四次通信則顯得有些冗余。
三、四次揮手(Four-Way Wavehand)
意義：
所謂四次揮手，即終止TCP連接，就是指斷開一個TCP連接時，需要客戶端和服務的總共發送4個包以確認連接到斷開。在socket編程中，這一過程由客戶端或服務的任意一方執行close來觸發，流程如下圖所示：
由於TCP連接時是全雙工的，因此，每個方向都必須要單獨進行關閉，這一原則是主動方完成數據發送任務后，發送一個FIN來終止主動方發送數據的連接，收到一個FIN只是意味着這一方向上沒有數據流動來，即不會再收到主動方的數據，但是在這個TCP連接上被動方仍然能夠發送數據，直到被動方也發送了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。
原理：
第一次揮手：Client發送一個FIN，用來關閉CIient到Server的數據傳輸，Client進入FIN_WAIT_1狀態。
第二次揮手：Server收到FIN后，發送一個ACK給Client，確認序號為收到，序號+1（與SYN相同，一個FIN占用一個序號），Server進入CLOSE_WAIT狀態。
第三次揮手：Server發送一個FIN，用來關閉Server到Client的數據傳輸，Server進入LAST_ACK狀態。
第四次揮手：Client收到FIN后，Client進入TIME_WAIT狀態，接着發送一個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。
通俗的說法：
Client：我已經說完了。
Server：我收到了，等等我，我還沒說完。
Server：好了，我也說完了。
Client：好的，那我們通信結束。
上面是一方主動關閉，另一方被動關閉的情況，實際中還會出現同時發起關閉的情況，如下圖所示：
為什么建立連接是三次握手，而關閉連接卻是四次揮手呢？
這是因為服務端在LISTEN狀態下，收到建立連接請求的SYN報文后，把ACK和SYN放在一個報文里發送給客戶端。而關閉連接是，當收到對方的FIN報文是，僅僅表示對方不再發送數據了，但是還能接收數據，已方也未必全部數據都發送給對方了，所以已方可以立即close，也可以發送一些數據給對方后，再發送FIN報文給對方來表示同意現在關閉連接，因此，已方ACK和FIN一般都會分開發送。