TCP 在传输之前会进行三次沟通，一般称为三次握手；传完数据断开的时候要进行四次沟通，一般称为四次挥手。
什是 TCP 协议
TCP是 Transmission Control Protocol 的简称，中文名是传输控制协议，是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由 IETF 的 RFC 793 定义。在简化的计算机网络 OSI 模型中，完成第四层传输层所指定的功能。
TCP是面向连接的、可靠的、缓慢的、可靠交付以及保证消息顺序的。TCP用于实现可靠传输的情况，文件非常重要，对网络拥堵有较高的要求的情况。
TCP 报文格式
TCP 报文是 TCP 层传输的数据单元，也叫报文段，分为报头和数据两部分。TCP 报文的格式如下图所示：
报头包含以下信息：
源端口(16位)：源端口用来标识报文的返回地址。目的端口(16位)：目的端口指明接收方计算机上的应用程序接口。序列号(32位)：也称为顺序号(Sequence Number)，简写为 seq。TCP 是面向字节流的，TCP 连接中传送的字节流中的每个字节都按顺序编号。整个要传送的字节流的起始序号必须要在连接建立时设置。确认号(32位)：也称为应答号(Acknowledgment Number)，简写为 ack。在握手阶段，确认序号将发送方的序号加1作为回答。数据偏移(4位)：也成为首部长度，TCP 的头长度最长可为60字节(二进制1111换算为十进制为15，15*4字节=60字节)。保留(6位)：为将来定义新的用途保留，现在一般置0。标志位(6位)：TCP 报头信息中有6个标志比特，它们中的多个可同时被设置为1，主要是用于操控 TCP 的状态机的，依次为URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN。窗口(16位)：滑动窗口大小，用来告知发送端接受端的缓存大小，以此控制发送端发送数据的速率，从而达到流量控制。窗口大小是一个16bit字段，因而窗口大小最大为65535。检验和(16位)：检验和覆盖了整个的 TCP 报文段： TCP 首部和 TCP 数据。这是一个强制性的字段，一定是由发端计算和存储，并由收端进行验证。紧急指针(16位)：一般不使用，只有当 URG 标志置1时紧急指针才有效。紧急指针是一个正的偏移量，和序号字段中的值相加表示紧急数据最后一个字节的序号。选项(长度可变)：长度可变，最长可达40字节。通常为空，可根据首部长度推算。用于发送方与接收方协商最大报文段长度(Maximum Segment Size，简称 MSS)或在高速网络环境下作窗口调节因子时使用。首部字段还定义了一个时间戳选项。
序号
TCP 是一个面向连接的、可靠的传输协议。而这个可靠传输的功能则是靠32位序列号和32位确认号实现。
序列号(Sequence Number)：seq 序号，占32位，用来标识从 TCP 源端向目的端发送的字节流，发起方发送数据时对此进行标记。在 TCP 传送的流中，每一个字节一个序号，序号是本报文段发送的数据组的第一个字节的序号，所以序号确保了 TCP 传输的有序性。确认号(Acknowledgment Number)：ack 序号，占32位，指明下一个期待收到的字节序号，表明该序号之前的所有数据已经正确无误的收到。确认号只有当 ACK 标志为1时才有效，ack=seq+1。
序列号和确认号是 TCP 可靠传输的关键部分。
标志位
TCP 报头信息中有6个标志比特，它们中的多个可同时被设置为1，主要是用于操控 TCP 的状态机的，依次为 URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN。每个标志位的含义如下：
| 标志位 | 含义 |
|---|---|
| URG | 表示 TCP 包的紧急指针域有效，用来保证 TCP 连接不被中断，并且督促中间层设备要尽快处理这些数据。 |
| ACK | 表示应答域有效，就是说前面所说的 TCP 应答号将会包含在 TCP 数据包中；有两个取值：0和1，为1的时候表示应答域有效，反之为0。 |
| PSH | 表示 Push 操作。所谓 Push 操作就是指在数据包到达接收端以后，立即传送给应用程序，而不是在缓冲区中排队。 |
| RST | 表示连接复位请求。用来复位那些产生错误的连接，也被用来拒绝错误和非法的数据包。 |
| SYN | 表示同步序号，用来建立连接。SYN 标志位和 ACK 标志位搭配使用，当连接请求的时候，SYN=1，ACK=0；连接被响应的时候，SYN=1，ACK=1(这个标志的数据包经常被用来进行端口扫描)。 |
| FIN | 表示发送端已经达到数据末尾，也就是说双方的数据传送完成，没有数据可以传送了，发送 FIN 标志位的 TCP 数据包后，连接将被断开(这个标志的数据包也经常被用于进行端口扫描)。 |
需要注意的是：不要将
确认号 ack与标志位 ACK搞混了；确认方ack=发起方req+1，两端配对。
TCP 连接的建立(三次握手)
TCP 是面向连接的传输层协议，无论哪一方向另一方发送数据之前，都必须先在双方之间建立一条连接。当主动方发出 SYN 连接请求后，等待对方回答 SYN+ACK，并最终对对方的 SYN 执行 ACK 确认。
TCP 三次握手的过程如下：
- 第一次握手：建立连接时，客户端发送
SYN报文段，设置seq=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：服务器收到客户端的
SYN报文段，需要确认客户端的SYN报文段，设置ack=x+1(seq+1)，同时自己也发送一个SYN报文段，设置seq=y(即SYN+ACK包)，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。然后设置ack=y+1(seq+1)，向服务器发送ACK报文段，发送完成后，客户端和服务器端都进入ESTABLISHED状态，完成 TCP 三次握手。
完成三次握手后，客户端和服务器端就可以开始传送数据。
在
TCP/IP协议中，TCP协议提供可靠的连接服务，连接是通过三次握手进行初始化的。三次握手的目的是同步连接双方的序列号和确认号并交换TCP窗口大小信息。
TCP 连接的释放(四次挥手)
TCP 连接是双向传输的对等的模式，就是说双方都可以同时向对方发送或接收数据。因此，每个方向都必须要单独进行关闭，这一原则是当一方完成数据发送任务后，发送一个 FIN 来终止这一方向的连接，收到一个 FIN 只是意味着这一方向上没有数据流动了，即不会再收到数据了，但是在这个 TCP 连接上仍然能够发送数据，直到这一方向也发送了 FIN。
TCP 四次挥手的过程如下：
- 第一次挥手：主机A(可以是客户端，也可以是服务端)发送一个
FIN报文段，设置seq=x，用来关闭主机A到主机B的数据传送，此时，主机A进入FIN_WAIT_1状态； - 第二次挥手：主机B收到主机A发送的
FIN报文段，向主机A发回一个ACK，设置seq=x+1，主机A进入FIN_WAIT_2状态； - 第三次挥手：主机B向主机A发送
FIN报文段，设置seq=y，请求关闭连接，同时主机B进入CLOSE_WAIT状态； - 第四次挥手：主机A收到主机B发送的
FIN报文段，设置seq=y+1，向主机B发送ACK报文段，然后主机A进入TIME_WAIT状态；主机B收到主机A的ACK报文段以后，就关闭连接。
完成四次挥手后，客户端和服务器端建立的连接被释放。
无论是客户还是服务器，任何一端都可以执行主动关闭。通常情况是，客户执行主动关闭，但是某些协议，例如，HTTP/1.0 却由服务器执行主动关闭。
总结
TCP 连接从建立到释放的过程如下图所示：
为什么建立连接是三次握手，关闭连接确是四次挥手呢？
建立连接的时候， 服务器在LISTEN状态下，收到建立连接请求的SYN报文后，把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。而关闭连接时，服务器收到对方的FIN报文时，仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据，而自己也未必全部数据都发送给对方了，所以己方可以立即关闭，也可以发送一些数据给对方后，再发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接，因此，己方ACK和FIN一般都会分开发送，从而导致多了一次。如果已经建立了连接，但是客户端突然出现故障了怎么办？
TCP还设有一个保活计时器，显然，客户端如果出现故障，服务器不能一直等下去，白白浪费资源。服务器每收到一次客户端的请求后都会重新复位这个计时器，时间通常是设置为2小时，若两小时还没有收到客户端的任何数据，服务器就会发送一个探测报文段，以后每隔75分钟发送一次。若一连发送10个探测报文仍然没反应，服务器就认为客户端出了故障，接着就关闭连接。
