（一）三次握手
- 客户端TCP向服务器端TCP发送一个特殊的TCP报文段（称为SYN报文段），该报文段中没有应用层数据，报文段首部的SYN标志位置1，ACK标志位为0，客户端会随机选择一个序列号client_isn（x）存入SYN报文段的序列号字段中。报文段被封装在一个IP数据报中发给服务器。
- 服务器接受到IP数据报，提取SYN报文段，为该TCP连接分配TCP缓存和变量，并向该客户发送允许连接的报文段（称为SYNACK报文段），这个报文段没有应用层数据，报文段首部的SYN标志位置1，ACK标志位置1，最后服务器选择了自己的序列号server_isn（y）存入SYNACK报文段的序列号字段中。报文段被封装在一个IP数据报中发给客户机。
- 在收到SYNACK报文段后，客户机也要给该TCP连接分配变量和缓存。客户机向服务器发送另一个报文段，该报文段对服务器的允许连接进行了确认（将server_isn+1放入报文段首部的ack字段中），序列号从client_isn开始。该报文段可以包含应用层数据，同时报文段首部的SYN标志位置0，ACK标志位置1. TCP连接建立完成。
为什么需要初始序列号：
避免SYN洪泛攻击。
为什么需要三次握手（两次确认）而不是两次握手（一次确认）？
为了防止客户机已失效的报文段突然又传送到了服务器。因为如果是两次握手，A第一次发出的报文段1在网络节点长时间滞留，A以为连接请求报文丢失，于是重发连接请求报文段2，结果报文段2先到达服务器，这时候客户机和服务器之间建立连接。当A和B中断连接后这时候报文段1到达服务器，两者建立连接，服务器一直等待客户机发送数据，服务器的资源就会被浪费。
而当三次握手时就不会发生上述情况。在报文段1到达服务器后，因为后面服务器没有收到客户机的连接确认，服务器就会知道客户机并没有要求建立连接。
（二）四次挥手
- 客户机向服务器发送关闭连接命令（注意：服务器也能选择主动关闭连接），即客户机向服务器发送一个特殊报文段，报文段中的FIN标志位置1
- 服务器收到报文段后，向客户机发送一个确认报文段，即报文段首部的ACK标志位置1，开始准备关闭服务器,在这个时间段仍然能够进行数据传输。准备完成后向客户机发送另外一个报文段，报文段首部的FIN标志位置1，ACK标志位置1
- 客户机收到ACK为1，FIN为0的报文段后进入FIN-WAIT2状态，收到ACK和FIN均为1的报文段向服务器发送确认报文段，即报文段首部ACK标志位为1，同时进入TIME-WAIT阶段，等待2∗MSL（最长报文段寿命）后关闭。
- 服务器收到客户机的确认报文段后关闭。
为什么是四次挥手？
因为TCP连接有个半关闭状态，当客户机发送关闭连接请求后，服务器收到后发送确认报文段，这个时候客户机不再发送数据。但是，如果服务器发送数据，客户机仍要接收，这个阶段仍然是数据能够进行传输的阶段。当数据传输完成后服务器向客户机发送关闭连接的请求，客户机发送确认报文段。所以是四次。
为什么客户端最后还要等待2MSL？
- 确保客户机最后一次发送的ACK报文段能够顺利到达服务器。假设ACK报文段在网络中丢失，由于服务器未收到ACK报文段，则会重发FIN报文段，客户机就能在2MSL的时间段重新收到来自服务器的FIN报文段并且重新发送ACK报文段，同时重启2MSL计时器。
- 防止三次握手中“已经失效的连接请求报文段”出现在本连接中，客户机发送完最后一个报文段后，在2MSL时间段中，就可以使本连接持续时间内所产生的所有报文段从网络中消失，避免在下次连接中出现旧连接的请求报文。
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。
参考
哈工大国家精品课程《计算机网络》
https://blog.csdn.net/qzcsu/article/details/72861891#t5
《计算机网络：自顶向下方法》