TCP 是面向连接的协议，连接的建立和释放是每一次 TCP 通信中必不可少的过程。TCP 对连接的管理主要有三个阶段：建立连接、数据传送、释放连接。

建立连接（三次握手）

  1.                                                      server
  2.                                                  +------------+
  3.    client                                        |CLOSED      |
  4. +-----------+                                    |------------|
  5. |CLOSED     |                                    |LISTEN      |
  6. |-----------|--- SYN, seq=100 ------------------>|------------|
  7. |           |                                    |            |
  8. |SYN-SENT   |<------ SYN ACK, seq=300 ack=101 ---|SYN-RECEIVED|
  9. |           |                                    |            |
  10. |-----------|--- ACK, seq=101 ack=301 ---------->|------------|
  11. |           |                                    |            |
  12. |ESTABLISHED|--- ACK, seq=101 ack=301, [data] -->|ESTABLISHED |
  13. |           |                                    |            |
  14. +-----------+                                    +------------+

TCP 在建立连接的过程中需要解决以下三个问题：

  1. 要使 client 和 server 都能确认对方的存在；
  2. 要允许 client 和 server 能协商一些参数（例如最大窗口值等）；
  3. 能够对传输资源（例如缓存大小）进行分配。

client 在接收到 server 的 SYN ACK 报文段之后，需要发送一次 ACK 报文段的目的是为了 防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了 server，继而产生错误。

Wireshark 抓包

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释放连接（四次挥手）

  1.    client                                       server
  2. +-----------+                                +-----------+
  3. |ESTABLISHED|                                |ESTABLISHED|
  4. |-----------|--- FIN ACK, seq=100 ack=300 -->|-----------|
  5. |FIN-WAIT-1 |                                |           |
  6. |-----------|<------ ACK, seq=300 ack=101 ---|CLOSE-WAIT |
  7. |           |                                |           |
  8. |FIN-WAIT-2 |<-- FIN ACK, seq=300 ack=101 ---|-----------|
  9. |           |                                |LAST-ACK   |
  10. |-----------|--- ACK, seq=101 ack=301 ------>|-----------|
  11. |TIME-WAIT  |                                |CLOSED     |
  12. |-----------|                                +-----------+
  13. |CLOSED     |
  14. +-----------+

client 在接收到 server 的 FIN ACK 报文段之后，需要进入 TIME-WAIT 状态等待 2MSL 时间的目的是：

  1. 保证 client 发送最后一个 ACK 报文段可以成功到达 server；
  2. 防止已失效的连接请求报文段出现在本连接中。

Wireshark 抓包

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参考资料