运输层协议：TCP连接建立与释放

TCP的特点

面向连接：TCP是面向连接的运输层协议，通过TCP发送数据需要先建立连接，通信结束后需要释放连接
可靠传输：TCP实现了可靠传输，使得数据能够无丢失、无差错、不重复地到达接收端
面向字节流：TCP会将应用层的数据划分成大小不等的数据块，数据块以字节为单位

TCP连接

使用TCP传输数据需要建立连接，而连接的端点并不是主机，也不是进程，而是叫做套接字（Socket）。

套接字由ip地址和端口号构成，即socket=（ip：端口号）。每一条TCP连接被通信两端的套接字唯一确定。

建立连接，三次握手

TCP建立连接时有三次数据传递，所以称为三次握手。三次握手的具体过程如图：

第一次握手是由客户端发起的SYN，并附带了序列号seq
第二次握手是服务端在收到客户端的SYN后，反馈给客户端SYN/ACK，并带seq和ack
第三次握手是客户端收到服务端的SYN/ACK后，发送ACK。
当服务端收到了最后一次ACK后，连接就算成功建立了

为什么三次握手？

1、避免重复连接报文造成混乱

如图上的情况，加入客户端先发起一个连接，seq=100，但是因为某种原因该报文在网络中阻塞，没有到达服务端。

因为长时间没有收到服务端的回复，客户端将重新发起连接，seq=200。

如果此时seq=100的报文先到达了服务端，服务端将会返回ack=100+1的SYN/ACK报文。客户端收到该报文后会发现ack与自己期望的ack=200+1不同，因此客户端会发送RST报文中止这次连接。

当seq=200到达服务端后，就会正常地完成三次握手。

假如是两次握手会怎样？

客户端单方面中止了重复的连接，但是服务端并不知道。如果seq=200在之后到达，连接会陷入混乱。

2、确认双方的接收、发送能力

要确认双方的接收、发送能力，那么双方必须各作为发送方和接收方一次。既然这样就需要两个来回，即四次握手。

四次握手的中间两次都是从服务端到客户端的，既然如此可以将这两次握手合并，从而得到了精简的三次握手。

释放连接，四次挥手

TCP连接的释放经历了四次数据传送，所以称为四次挥手。

首先由客户端发起关闭，发送FIN报文，并附带seq=u。
服务端收到后，发送ACK报文，附带seq以及ack=u+1。
当服务端完成剩下的数据传送后，会发送FIN/ACK报文，并附带seq=w，ack=u+1。
客户端收到后，发送ACK报文，seq=u+1，ack=w+1表示收到，然后服务端关闭，连接释放完成。

为什么四次挥手？

假如我有一个朋友，我正在与他交流。我想说的话说完了，于是我提出了”我说完了“。朋友此时会回应他知道了，但是他可能没有说完。于是他讲继续讲，直到讲完后说”我也说完了，再见“。此时我再回复”再见“才表示此次交流结束了。

为什么等待2MSL

MSL（Max Segment Lifetime）最大报文生存时间，它是一个报文最长的存活时间。

加入客户端最后发送的ACK没有到达，那么服务端会认为是自己的FIN/ACK未送达，所以服务端会重发FIN/ACK。

网络正常的情况下，客户端的ACK最迟在1MSL后到达，服务端重发的FIN/ACK也是在1MSL后到达。

也就是说，从客户端收到FIN/ACK开始，到客户端接收到服务端第二次发送的FIN/ACK的时间不会超过2MSL。

所以客户端只需要等待2 MSL来处理服务端重发的FIN/ACK即可。