参考博文
https://www.cnblogs.com/Jessy/p/3535612.html
https://blog.csdn.net/cjsycyl/article/details/19327869
https://blog.csdn.net/qq_35546040/article/details/80280900
https://www.cnblogs.com/grglym/p/7788175.html
https://www.cnblogs.com/onlysun/p/4520553.html
名词解释
1、 MSL 是Maximum Segment Lifetime英文的缩写，中文可以译为“报文最大生存时间”，他是任何报文在网络上存在的最长时间，超过这个时间报文将被丢弃。因为tcp报文 （segment）是ip数据报（datagram）的数据部分，具体称谓请参见《数据在网络各层中的称呼》一文；
2、ip头中有一个TTL域，TTL是 time to live的缩写，中文可以译为“生存时间”，这个生存时间是由源主机设置初始值但不是存的具体时间，而是存储了一个ip数据报可以经过的最大路由数，每经 过一个处理他的路由器此值就减1，当此值为0则数据报将被丢弃，同时发送ICMP报文通知源主机。RFC 793中规定MSL为2分钟，实际应用中常用的是30秒，1分钟和2分钟等。
TTL与MSL是有关系的但不是简单的相等的关系，MSL要大于等于TTL。
3、 RTT是客户到服务器往返所花时间（round-trip time，简称RTT），TCP含有动态估算RTT的算法。TCP还持续估算一个给定连接的RTT，这是因为RTT受网络传输拥塞程序的变化而变化
4、2MSL即两倍的MSL，TCP的TIME_WAIT状态也称为2MSL等待状态，当TCP的一端发起主动关闭，在发出最后一个ACK包后，即第3次握 手完成后发送了第四次握手的ACK包后就进入了TIME_WAIT状态，必须在此状态上停留两倍的MSL时间，等待2MSL时间主要目的是怕最后一个 ACK包对方没收到，那么对方在超时后将重发第三次握手的FIN包，主动关闭端接到重发的FIN包后可以再发一个ACK应答包。在TIME_WAIT状态 时两端的端口不能使用，要等到2MSL时间结束才可继续使用。当连接处于2MSL等待阶段时任何迟到的报文段都将被丢弃。不过在实际应用中可以通过设置 SO_REUSEADDR选项达到不必等待2MSL时间结束再使用此端口。对于TCP中的各种控制字段，接下来进行具体说明。
二、TCP控制字段标志：URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN
在TCP层，有个FLAGS字段，这个字段有以下几个标识：SYN, FIN, ACK, PSH, RST, URG.
其中，对于我们日常的分析有用的就是前面的五个字段。
它们的含义是：
URG:Urget pointer is valid (紧急指针字段值有效)
SYN: 表示建立连接
FIN: 表示关闭连接
ACK: 表示响应
PSH: 表示有 DATA数据传输
RST: 表示连接重置。
其中，ACK是可能与SYN，FIN等同时使用的，比如SYN和ACK可能同时为1，它表示的就是建立连接之后的响应，如果只是单个的一个SYN，它表 示的只是建立连接。TCP的几次握手就是通过这样的ACK表现出来的。但SYN与FIN是不会同时为1的，因为前者表示的是建立连接，而后者表示的是断开 连接。RST一般是在FIN之后才会出现为1的情况，表示的是连接重置。一般地，当出现FIN包或RST包时，我们便认为客户端与服务器端断开了连接；而 当出现SYN和SYN＋ACK包时，我们认为客户端与服务器建立了一个连接。PSH为1的情况，一般只出现在 DATA内容不为0的包中，也就是说PSH为1表示的是有真正的TCP数据包内容被传递。
TCP产生 RST响应的情况（属于硬错误）:
四次握手不是关闭 TCP连接的唯一方法. 有时,如果主机需要尽快关闭连接(或连接超时,端口或主机不可达)，RST (Reset)包将被发送. 注意在，由于RST包不是TCP连接中的必须部分, 可以只发送RST包(即不带ACK标记). 但在正常的TCP连接中RST包可以带ACK确认标记
1. syn发送到服务器主机，但是目的端口并未运行。则产生一个ECONRFUSED错误。客户端立即返回。比如telnet 192.168.1.55 8889，条件：55主机在局域网上并且可达（也可以换成可以到达的网络ip地址），但是8889这个端口并未使用（可能服务器已经关闭），则服务器（对 方主机tcp内核）发送一个rst相应给客户端，于是客户端立即关闭。 注意一下，如果输入的网络ip不可达的话，客户端将会持续发送syn，最后产生一个etimeout的错误，大概75秒左右。这个时候客户端的默认网关 (192.168.1.1 211.2.2.2)因为找不到下一路由，路由器（或者再过几跳的路由器）会产生一个EHOSTUNREACH响应给客户端（注 意，ENETUNREACH和EHOSTUNREACH通常被认为是一个错误，因为ENETUNREACH一般当作已过时），由于这是个软错误（有可能是 网络暂时不通造成的）。客户端会重发syn直到超时。
所以会有 telnet 192.168.1.55 8888 主机存在，但是端口未开，ECONRFUSED错误，立刻返回
telnet 192.168.1.56 * 主机不存在，UNROUTETOHOST错误，立刻返回
telnet 211.1.1.5 * 主机不存在，etimeout错误
2. 最简单的情况，服务器主动发送rst给客户端关闭连接。客户端read write直接返回rst错误。
3. 服务器收到一个不存在的连接返回rst响应。比如，服务器重启之后，先前的一个已连接的客户端毫不之情的情况下,这就是半闭连接（跟半开连接最大的不同是，半闭连接是不能使用的，半开连接可以使用）。
此时,如果客户端read的话（接收缓冲无数据）产生一个EPEERRST错误
如果客户端write的话且发送数据小于发送缓冲区剩余容量时，第一次write成功，第二次write或者read的时候就会产生一个 EPEERRST的错误。因为write发送数据是直接把要发送的数据拷贝到内核的tcp发送缓冲区就立刻返回成功的。当然拷贝之前会先检查一下tcp连 接有无错误。所以第二次发送或者接收的时候，发现连接上已经有了EPEERRST的错误，所以就返回错误（话说回来，第一次发送的数据实际上根本就没有发 送成功，对方根本就没接受它）
TCP建立连接：三次握手
TCP断开连接：四次挥手
TCP建立的三次握手：
1、发送端发送一个SYN报文段（SYN位被置位），SYN中包含TCP目的端口和发送端的初始序列号（图中ISN(c)），同时携带着TCP选项数据。
2、接收端收到发送端连接请求后，接收端发送自己SYN报文段（包含ISN(s)），同时对发送端的SYN进行确认，如前所述，接收端发送的ACK是ISN(c)+1。此时ACK位与SYN位都被置位。接收端发送SYN+ACK到发送端。
3、发送端接收到接收端的SYN+ACK数据后，对ISN(s)进行确认，发送ACK为ISN(s)+1的报文段给接收端。
TCP断开的四次握手：
1、TCP协议规定通过发送一个FIN段（FIN被置位）来发起关闭操作，图3中发送端发送FIN段给接收端，告知它数据已发送完毕，请求断开TCP连接。同时FIN报文段还包含着对最近收到的数据进行ACK。
2、接收端接收端FIN报文段后，对FIN进行确认，发送ACK=k+1给发送端。
3、接收端将连接关闭发送给上层应用程序，由应用程序发起连接关闭操作。此时接收端由被动关闭连接壮成主动，并发送FIN报文段给发送端。报文的序列号为L（这里也可看出上一步骤中发送ACK序列号也为L，因为ACK不占用序列号，所以这里的FIN的序列号也为L）。
4、发送端接收到FIN后，发送回ACK给接收端后，TCP连接终止。如果FIN丢失，发送FIN的那端需要重新发送FIN，知道接收到ACK为止。
在三次握手协议中，服务器维护一个未连接队列，该队列为每个客户端的SYN包（SYN=j）开设一个条目，该条目表明服务器已收到SYN包，并向客户发 出确认，正在等待客户的确认包。这些条目所标识的连接在服务器处于 SYN_RECV状态，当服务器收到客户的确认包时，删除该条目，服务器进入ESTABLISHED状态。
Backlog参数：
表示内核为相应套接字排队的最大连接个数。仅对于backlog来说，我们需要取一个比较大的值以应对大量的服务请求。
服务器发送完SYN－ACK包，如果未收到客户确认包，服务器进行首次重传，等待一段时间仍未收到客户确认包，进行第二次重传，如果重传次数超过系统规定的最大重传次数，系统将该连接信息从半连接队列中删除。注意，每次重传等待的时间不一定相同。
半连接存活时间：
是指半连接队列的条目存活的最长时间，也即服务器从收到SYN包到确认这个报文无效的最长时间，该时间值是所有重传请求包的最长等待时间总和。有时我们也称半连接存活时间为Timeout时间、SYN_RECV存活时间。
二、关闭TCP连接：
由于TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭。这个原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。收到一个FIN只意味着
这一方向上没有数据流动，一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方执行被动关闭。
TCP的连接的拆除需要发送四个包，因此称为四次挥手(four-way handshake)。客户端或服务器均可主动发起挥手动作，在socket编程中，任何一方执行close()操作即可产生挥手操作。
步骤如下：
第一步：当主机A的应用程序通知TCP数据已经发送完毕时，TCP向主机B发送一个带有FIN附加标记的报文段（FIN表示英文finish）。
第二步：主机B收到这个FIN报文段之后，并不立即用FIN报文段回复主机A，而是先向主机A发送一个确认序号ACK，同时通知自己相应的应用程序：对方要求关闭连接（先
发送ACK的目的是为了防止在这段时间内，对方重传FIN报文段）。
第三步：主机B的应用程序告诉TCP：我要彻底的关闭连接，TCP向主机A送一个FIN报文段。
第四步：主机A收到这个FIN报文段后，向主机B发送一个ACK表示连接彻底释放。
在网络编程时，常常会创建套接字，套接字使用完成后常常关闭套接字，那么关闭Socket时客户端和服务端究竟做了什么？
关闭socket分为主动关闭（Active closure）和被动关闭（Passive closure）两种情况。
主动关闭是指有本地主机主动发起的关闭；而被动关闭则是指本地主机检测到远程主机发起关闭之后，作出回应，从而关闭整个连接。
被动关闭的情况下：
客户端发起中断连接请求，也就是发送FIN报文。
服务器接到FIN报文后，报文意思是说“我客户端没有数据要发给你了，但是如果你还有数据没有发送完成，则不必急着关闭Socket，可以继续发送数据”。
所以服务器先发送ACK，告诉客户端：“你的请求我收到了，但是我还没准备好，请继续你等我的消息"。
这个时候客户端就进入FIN_WAIT状态，继续等待服务器的FIN报文。
当服务器确定数据已发送完成，则向客户端发送FIN报文，告诉客户端：“好了，我这边数据发完了，准备好关闭连接了"。
Client端收到FIN报文后，"就知道可以关闭连接了，但是他还是不相信网络，怕服务器不知道要关闭，所以发送ACK后进入TIME_WAIT状态，如果服务器没有收
到ACK则可以重传“。
Server端收到ACK后，"就知道可以断开连接了"。
： 在TIME_WAIT状态中，如果TCP client端最后一次发送的ACK丢失了，它将重新发送。TIME_WAIT状态中所需要的时间是依赖于实现方法的。典型的值为30秒、1分钟和2分钟。等待之后连接正式关闭，并且所有的资源(包括端口号)都被释放。
问题1：为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次握手？
因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同 步的。但是关闭连接时，当Server端
收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉Client端，"你 发的FIN报文我收到了"。只有等到我Server端所有的报文都发送完了，我
才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四步握手。
问题2：为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态？
虽然按道理，四个报文都发送完毕，我们可以直接进入CLOSE状态了，但是我们必须假象网络是不可靠的，有可以最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发
可能丢失的ACK报文。
三、winsocks2关闭套接字的函数有:closesocket,shutdown,WSASendDisconnect.。
int closesocket( SOCKET s)的作用是关闭指定的socket，并且回收其所有的资源。
int shutdown( SOCKET s, int how)则是用于任何类型的套接口禁止接收、禁止发送或禁止收发，但并不对资源进行回收。
how参数为0时，则该套接口上的后续接收操作将被禁止。这对于低层协议无影响。
how为1时，则禁止后续发送操作。对于TCP，将发送FIN。
how为2时，则同时禁止收和发。