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。
為什么不能兩次握手：（防止已失效的連接請求又傳送到服務器端，因而產生錯誤）
假設改為兩次握手，client端發送的一個連接請求在服務器滯留了，這個連接請求是無效的，client已經是closed的狀態了，而服務器認為client想要建立
一個新的連接，於是向client發送確認報文段，而client端是closed狀態，無論收到什么報文都會丟棄。而如果是兩次握手的話，此時就已經建立連接了。
服務器此時會一直等到client端發來數據，這樣就浪費掉很多server端的資源。
（校注：此時因為client沒有發起建立連接請求，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。但是如果服務器發送對這個延誤的舊連接報文的確認的同時，客戶端調用connect函數發起了連接，就會使客戶端進入SYN_SEND狀態，當服務器那個對延誤舊連接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，此時服務器端反而丟棄了這個重復的通過connect函數發送的SYN包，見第三個圖。而連接建立之后，發送包由於SEQ是以被丟棄的SYN包的序號為准，而服務器接收序號是以那個延誤舊連接SYN報文序號為准，導致服務器丟棄后續發送的數據包）
三次握手的最主要目的是保證連接是雙工的，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 連接的每一端都必須設有兩個窗口——一個發送窗口和一個接收窗口。TCP 的可靠傳輸機制用字節的序號進行控制。TCP 所有的確認都是基於序號而不是基於報文段。
發送過的數據未收到確認之前必須保留，以便超時重傳時使用。發送窗口沒收到確認不動，和收到新的確認后前移。
發送緩存用來暫時存放： 發送應用程序傳送給發送方 TCP 准備發送的數據；TCP 已發送出但尚未收到確認的數據。
接收緩存用來暫時存放：按序到達的、但尚未被接收應用程序讀取的數據； 不按序到達的數據。
必須強調三點：
1> A 的發送窗口並不總是和 B 的接收窗口一樣大（因為有一定的時間滯后）。
2> TCP 標准沒有規定對不按序到達的數據應如何處理。通常是先臨時存放在接收窗口中，等到字節流中所缺少的字節收到后，再按序交付上層的應用進程。
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，如果發送方發了包1，包2，包3，包4；接受方成功收到包1，包2，包3。
- 1
- 2
- 3
- 4
那么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)，那么發送方就知道包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，占32位，用來標識從TCP源端向目的端發送的字節流，發起方發送數據時對此進行標記。
（2）確認序號：Ack序號，占32位，只有ACK標志位為1時，確認序號字段才有效，Ack=Seq+1。
（3）標志位：共6個，即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等，具體含義如下：
（A）URG：緊急指針（urgent pointer）有效。
（B）ACK：確認序號有效。
（C）PSH：接收方應該盡快將這個報文交給應用層。
（D）RST：重置連接。
（E）SYN：發起一個新連接。
（F）FIN：釋放一個連接。
需要注意的是：
（A）不要將確認序號Ack與標志位中的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連接，指建立一個TCP連接時，需要客戶端服務端總共發送3 個包以確認連接的建立。在socket編程中，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將標志位SYN置為1（表示要發起一個連接），隨機產生一個值seq=J，並將該數據包發送給Server，Client進入SYN_SENT狀態，等待Server確認。
（2）第二次握手：Server收到數據包后由標志位SYN=1知道Client請求建立連接，Server將標志位SYN和ACK都置為1，ack=J+1，隨機產生一個值seq=K，並將該數據包發送給Client以確認連接請求，Server進入SYN_RCVD狀態。
（3）第三次握手：Client收到確認后，檢查ack是否為J+1，ACK是否為1，如果正確則將標志位ACK置為1，ack=K+1，並將該數據包發送給Server，Server檢查ack是否為K+1，ACK是否為1，如果正確則連接建立成功，Client和Server進入ESTABLISHED狀態，完成三次握手，隨后Client與Server之間可以開始傳輸數據了。
SYN攻擊：
在三次握手過程中，Server發送SYN-ACK之后，收到Client的ACK之前的TCP連接稱為半連接（half-open connect），此時Server處於SYN_RCVD狀態，當收到ACK后，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不斷地發送SYN包，Server回復確認包，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包將產時間占用未連接隊列，導致正常的SYN請求因為隊列滿而被丟棄，從而引起網絡堵塞甚至系統癱瘓。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上有大量半連接狀態且源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：
分布式拒絕服務(DDoS:Distributed Denial of Service)攻擊指借助於客戶/服務器技術，將多個計算機聯合起來作為攻擊平台，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主控程序安裝在一個計算機上，在一個設定的時間主控程序將與大量代理程序通訊，代理程序已經被安裝在網絡上的許多計算機上。代理程序收到指令時就發動攻擊。利用客戶/服務器技術，主控程序能在幾秒鍾內激活成百上千次代理程序的運行。
四次揮手
所謂四次揮手（Four-Way Wavehand）即終止TCP連接，就是指斷開一個TCP連接時，需要客戶端和服務端總共發送4個包以確認連接的斷開。在socket編程中，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連接時全雙工的，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數據發送任務后，發送一個FIN來終止這一方向的連接，收到一個FIN只是意味着這一方向上沒有數據流動了，即不會再收到數據了，但是在這個TCP連接上仍然能夠發送數據，直到這一方向也發送了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，上圖描述的即是如此。
（1）第一次揮手：Client發送一個FIN，用來關閉Client到Server的數據傳送，Client進入FIN_WAIT_1狀態。
（2）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。
（3）第三次揮手：Server發送一個FIN，用來關閉Server到Client的數據傳送，Server進入LAST_ACK狀態。
（4）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。
為什么需要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）連接的可靠釋放
這樣可讓TCP再次發送最后的ACK以防這個ACK丟失(另一端超時並重發最后的FIN)。這種2MSL等待的另一個結果是這個TCP連接在2MSL等待期間，定義這個連接的插口(客戶的IP地址和端口號，服務器的IP地址和端口號)不能再被使用。這個連接只能在2MSL結束后才能再被使用。
2）為使舊的數據包在網絡因過期而消失
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絡內的最長時間。
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。而關閉連接時，當收到對方的FIN報文時，僅僅表示對方不再發送數據了但是還能接收數據，我們也未必全部數據都發送給對方了，所以我們不可以立即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，我們的ACK和FIN一般都會分開發送。