一、前言
尽管TCP和UDP都使用相同的网络层（IP），TCP却像应用层提供了与UDP完全不同的服务。TCP提供一种面向连接的、可靠的字节流服务。
面向连接意味着两个使用TCP的应用（通常是一个客户端和一个服务器）在彼此交换数据之前必须建立一个TCP连接。这一过程与打电话很相似，先拨号振铃，等待对方摘机说“喂”，然后才说明是谁。
下面我来简单的介绍一下TCP协议建立连接（所谓的‘3次握手’）和断开连接（所谓的‘4次挥手’）的过程。有关TCP协议的权威理论介绍，请参见《TCP/IP详解》这本书。
二、先来认识一下TCP的报文格式
下面是TCP报文格式图：
上图中有几个字段需要重点介绍一下：
1. 序号：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。
2. 确认序号：Ack序号，占32位，只有ACK标志位为1时，确认序号字段才有效，Ack=Seq+1。
3. 标志位：共6个，即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等，具体含义如下：
（1）URG：紧急指针（urgent pointer）有效。
（2）ACK：确认序号有效。
（3）PSH：接收方应尽快将这个报文交给应用层。
（4）RST：重置连接。
（5）SYN：发起一个新连接。
（6）FIN：释放一个连接。
需要注意的是：
（1）不要将确认序号Ack与标志位中的ACK搞混了。
（2）确认房Ack=发起方Req+1，两端配对。
三、3次握手详解
所谓三次握手（Three-Way Handshake）即建立TCP连接，就是指建立一个TCP连接时，需要客户端和服务端总共发送3个包以确认连接的建立。在socket编程中，这一过程由客户端执行connect来触发，整个流程如下图所示：
第一次握手：
Client将标志位SYN置为1，随机产生一个值seq=x，并将该数据包发送给Server，Client进入SYN_SENT状态，等待Server确认。第二次握手：
Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接，Server将标志位SYN和ACK都置为1，ack=x+1，随机产生一个值seq=y，并将该数据包发送给Client以确认连接请求，Server进入SYN_RCVD状态。第三次握手：
Client收到确认后，检查ack是否为x+1，ACK是否为1，如果正确将标志位ACK置为1，ack=y+1，并将该数据包发送给Server，Server检查ack是否为y+1，ACK是否为1，如果正确则连接成功，Client和Server进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后Client与Server之间可以开始传输数据了。
SYN攻击：
在三次握手过程中，Server发送SYN-ACK之后，收到Client的ACK之前的TCP连接称为半连接（half-open connect），此时Server处于SYN_RCVD状态，当收到ACK后，Server转入ESTABLISHED状态。SYN攻击就是Client在短时间内伪造大量不存在的IP地址，并向Server不断地发送SYN包，Server回复确认包，并等待Client的确认，由于源地址是不存在的，因此，Server需要不断重发直至超时，这些伪造的SYN包将产时间占用未连接队列，导致正常的SYN请求因为队列满而被丢弃，从而引起网络堵塞甚至系统瘫痪。SYN攻击时一种典型的DDOS攻击，检测SYN攻击的方式非常简单，即当Server上有大量半连接状态且源IP地址是随机的，则可以断定遭到SYN攻击了，使用如下命令可以让之现行：
# netstat -nap | grep SYN_RECV
四、4次挥手过程详解
三次握手耳熟能详，四次挥手估计就少有人知道了。所谓四次挥手（Four-Way Wavehand）即终止TCP连接，就是指断开一个TCP连接时，需要客户端和服务端总共发送4个包以确认连接的断开。在socket编程中，这一过程由客户端或服务端任一方执行close来触发，整个流程如下图所示：
由于TCP连接时全双工的，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。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方则执行被动关闭，上图描述的即是如此。
第一次挥手：
Client发送一个FIN，用来关闭Client到Server的数据传送，Client进入FIN_WAIT_1状态。第二次挥手：
Server收到FIN后，发送一个ACK给Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个符号），Server进入CLOSE_WAIT状态。第三次挥手：
Server发送一个FIN，用来关闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK状态。第四次挥手：
Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给Server，确认序号为收到的序号+1，Server进入CLOSED状态，完成四次挥手。
上图是一方主动关闭，另一方被动关闭的情况，实际中还会出现同时发起主动关闭的情况。
五、总结
那么为什么建立连接是三次握手，而关闭连接却是四次挥手呢？
这是因为，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放在一个报文发送给客户端。
而关闭连接时，当收到对方的FIN报文时，仅仅表示对方不再发送数据了，但是还能接受数据，己方也未必全部数据都发送给对方了，所以己方可以立即close，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。