TCP三次握手，四次分手

1.什么是HTTP连接
http是建立在TCP协议之上的一种应用。
最显著的特点是每次请求，都需要服务器响应，请求结束后，会主动释放连接。
1)在HTTP 1.0中，客户端的每次请求都要建立一次单独的连接，在处理完本次请求后，服务器会主动释放连接。
2)在HTTP 1.1中，一次连接可以处理多个请求，并且多个请求可以重叠进行，不需要等待一个请求结束后再发送下一个请求。
若服务器长时间没有收到客户端的请求，则认为客户端下线，服务器会主动释放连接。

2.什么是socket
套接字(socket)是TCP操作的单元，包含了通信双方的基本信息（连接使用的协议，本地主机的IP地址，端口，远地主机的IP地址，端口）
多个TCP连接可能需要通过同一个TCP协议端口传输数据，scoket可以实现数据传输的并发服务。

建立socket连接需要一对套接字，一个运行于客户端，一个运行于服务端。
建立连接分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认
服务器监听:等待客户端的连接请求
客户端请求：客户端向指定服务器发出连接请求
连接确认：服务器端套接字监听到客户端套接字请求时，响应客户端请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发给客户端，
客户端确认此描述后，正式建立连接，服务端套接字继续监听其他客户端请求。

socket支持多种传输层协议（TCP或UDP），当使用TCP协议连接时，该Socket连接就是一个TCP连接。
TCP连接时，双方可以互发消息，都可以主动关闭连接。
当使用HTTP协议时，在传输层使用的是TCP协议，但HTTP使用的是“请求-响应”模式，需要客户端发出请求，服务器才会主动响应。

3.什么是TCP
1)OSI七层模型

2)TCP头部
20字节的固定首部，加上不固定长度的选项（报文描述等），如下所示：

Source Port源端口，Destination Port目的端口各占2个字节，端口号配上IP首部中的地址，即可确定一个TCP连接。

Sequence Number序号，报文段中的第一个数据字节在数据流中的序号，用来解决报文乱序的问题。

Acknowledgment Numer确认号，确认号为接收端收到的序列号，加1，主要用来解决不丢包的问题

Offset数据偏移，值是由不固定长度的选项决定的

TCP Flags标志位，控制TCP的状态，URG,ACK,PSH,RST,SYN,FIN

Window窗口大小，滑动窗口（待研究）

检验和，检查数据是否有误

紧急指针，URG=1时，该字段有效，指出的是紧急数据在报文段中结束的位置

3)TCP通信示意图

4)三次握手
第一次握手：建立连接。客户端发送连接请求报文段，将SYN位置为1，Sequence Number为x，然后客户端进入SYN_SEND状态，等待服务器的确认。

第二次握手：服务器收到SYN报文段。服务器收到SYN报文段,需要对这个SYN报文段进行确认，设置Acknowledgment Numer为x+1，同时，自己还要发送SYN请求信息，将SYN置为1，Sequence Number为y，服务端将上述所有信息放到一个报文段（即SYN+ACK报文段），一并发送给客户端，此时服务器进入SYN_RECV状态。

第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK报文段。然后将Acknowledgment Numer为y+1，向服务器发送ACK报文段，这个报文段发送完毕以后，客户端和服务器端都进入ESTABLISHED状态，完成TCP三次握手。

5)四次分手
第一次分手：主机1（可以是客户端，也可以是服务器端）设置Sequence Number和Acknowledgment Number，向主机2发送一个FIN报文，此时主机1进入FIN_WAIT_1状态，表示主机1没有数据要发送个主机2了。

第二次分手：主机2收到了主机1发送的FIN报文段，向主机1回一个ACK报文段，Acknowledgment Number为Sequence Number+1，主机1进入FIN_WAIT_2状态，主机2告诉主机1，我同意你的关闭请求，主机2进入CLOSE_WAIT状态。

第三次分手：主机2向主机1发送FIN报文段，请求关闭连接，同时主机2进入LAST_ACK状态。

第四次分手：主机1收到主机2发送的FIN报文段，向主机2发送ACK报文段，然后主机1进入TIME_WAIT状态，主机2收到主机1的ACK报文段以后，就关闭连接，此时，主机1等到2MSL后，依然没收到回复，则证明Server端已正常关闭，然后主机1也可以关闭连接了。

6)为什么要三次握手
如果连接已关闭，此时由于网络延迟等原因造成的重复分组到达时，服务端会认为客户端再次发出了连接请求，服务端发送ACK确认，如果不使用三次握手，此时连接会重新建立，并一直等待客户端发送数据，这种情况，服务端资源就白白浪费掉了，而使用三次握手，客户端这种情况是不会向服务端的确认发出确认的，服务端由于收不到确认，就知道客户端并没有要求建立连接。

7)为什么要四次分手
TCP是面向连接，可靠的，基于字节流的运输层通信协议。是全双工的模式，当主机1发出FIN报文段时，只是表示主机1已经没有数据要发送了，主机1告诉主机2，它的数据已经全部发送完毕了，但是，这个时候主机1还是可以接受来自主机2的数据，当主机2返回ACK报文段时，表示它已经知道主机1没有数据发送了，但是主机2还是可以发送数据到主机1的，当主机2也发送了FIN报文段时，这个时候表示主机2也没有数据要发送了，就会告诉主机1，我也没有数据要发送了，主机1发送ACK确认报文段，主机2收到该报文段，关闭连接，主机1等待2MSL后关闭。

8)四次分手最后一次为什么要等待2MSL
主机1发送ACK确认报文段后，并不知道主机2有没有收到确认报文段，如果没有收到，超过1MSL，主机2会重发一次FIN请求，如果在2MSL时间，主机1没有收到重发的请求，说明主机2已经成功接收ACK确认报文并关闭，这是主机1也可以安心关闭了。

参考：https://github.com/jawil/blog/issues/14