TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的通信协议，数据在传输前要建立连接，传输完毕后还要断开连接，客户端在收发数据前要使用 connect() 函数和服务器建立连接。建立连接的目的是保证IP地址、端口、物理链路等正确无误，为数据的传输开辟通道。
在了解三次握手和四次挥手的操作前需要了解下Tcp数据报的结构：
重点关注的是数据序号、确认序号、以及标志位（U、A、P、R、S、F）；
数据序号：Seq（Sequence Number）序号占32位，用来标识从计算机A发送到计算机B的数据包的序号，计算机发送数据时对此进行标记。
确认序号：Ack（Acknowledge Number）确认号占32位，客户端和服务器端都可以发送，Ack = Seq + 1。
标志位：每个标志位占用1Bit，共有6个，分别为 URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN，具体含义如下：
- URG：紧急指针（urgent pointer）有效。
- ACK：确认序号有效。
- PSH：接收方应该尽快将这个报文交给应用层。
- RST：重置连接。
- SYN：建立一个新连接。
- FIN：断开一个连接。
客户端和服务端连接过程：
三次握手
客户端调用 socket() 函数创建套接字后，因为没有建立连接，所以套接字处于CLOSED状态；服务器端调用 listen() 函数后，套接字进入LISTEN状态，开始监听客户端请求
这时客户端发起请求：
1) 当客户端调用 connect() 函数后，TCP协议会组建一个数据包，并设置 SYN 标志位，表示该数据包是用来建立同步连接的。同时生成一个随机数字假设为1000，填充“序号（Seq）”字段，表示该数据包的序号。完成这些工作，开始向服务器端发送数据包，客户端就进入了SYN-SEND状态。
2) 服务器端收到数据包，检测到已经设置了 SYN 标志位，就知道这是客户端发来的建立连接的“请求包”。服务器端也会组建一个数据包，并设置 SYN 和 ACK 标志位，SYN 表示该数据包用来建立连接，ACK 用来确认收到了刚才客户端发送的数据包
服务器生成一个随机数假设为 2000，填充“序号（Seq）”字段。2000 和客户端数据包没有关系。
服务器将客户端数据包序号（1000）加1，得到1001，并用这个数字填充“确认号（Ack）”字段。
服务器将数据包发出，进入SYN-RECV状态
3) 客户端收到数据包，检测到已经设置了 SYN 和 ACK 标志位，就知道这是服务器发来的“确认包”。客户端会检测“确认号（Ack）”字段，看它的值是否为 1000+1，如果是就说明连接建立成功。
接下来，客户端会继续组建数据包，并设置 ACK 标志位，表示客户端正确接收了服务器发来的“确认包”。同时，将刚才服务器发来的数据包序号（2000）加1，得到 2001，并用这个数字来填充“确认号（Ack）”字段。
客户端将数据包发出，进入ESTABLISED状态，表示连接已经成功建立。
4) 服务器端收到数据包，检测到已经设置了 ACK 标志位，就知道这是客户端发来的“确认包”。服务器会检测“确认号（Ack）”字段，看它的值是否为 2000+1，如果是就说明连接建立成功，服务器进入ESTABLISED状态。
至此，客户端和服务器都进入了ESTABLISED状态，连接建立成功，接下来就可以收发数据了。
四次挥手
建立连接后，客户端和服务器都处于ESTABLISED状态。这时，客户端发起断开连接的请求：
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客户端调用 close() 函数后，向服务器发送 FIN 数据包，进入FIN_WAIT_1状态。FIN 是 Finish 的缩写，表示完成任务需要断开连接。
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服务器收到数据包后，检测到设置了 FIN 标志位，知道要断开连接，于是向客户端发送“确认包”，进入CLOSE_WAIT状态。
注意：服务器收到请求后并不是立即断开连接，而是先向客户端发送“确认包”，告诉它我知道了，我需要准备一下才能断开连接。
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客户端收到“确认包”后进入FIN_WAIT_2状态，等待服务器准备完毕后再次发送数据包。
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等待片刻后，服务器准备完毕，可以断开连接，于是再主动向客户端发送 FIN 包，告诉它我准备好了，断开连接吧。然后进入LAST_ACK状态。
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客户端收到服务器的 FIN 包后，再向服务器发送 ACK 包，告诉它你断开连接吧。然后进入TIME_WAIT状态。
注意：这时候为什么客户端处于TIME_WAIT状态而不是直接进入CLOSED状态；是因为客户端必须保证数据能够正确到达目标机器，不能丢失或出错，而网络是不稳定的，有可能会因为网络问题导致服务器收不到；如果服务器没有收到数据；就会再次发送 FIN 包，如果这时客户端完全关闭了连接，那么服务器无论如何也收不到ACK包了；那客户端又是什么时候进入CLOSED状态呢？首先数据包在网络中是有生存时间的，超过这个时间还未到达目标主机就会被丢弃，并通知源主机。这称为报文最大生存时间（MSL，Maximum Segment Lifetime）。
所以客户端会等待 2MSL 如果没有收到服务端发送的Fin包，就表示服务端收到消息了；此时客户端才会进入 CLOSED 状态；为什么是等到2MSL则是因为ACK 包到达服务器需要 MSL 时间，服务器重传 FIN 包也需要 MSL 时间；刚好是一个数据来回； -
服务器收到客户端的 ACK 包后，就断开连接，关闭套接字，进入CLOSED状态