TCP/IP的三次握手
流程
- 第一次握手：client端建立链接视乎。client端发送包（SYN=1，seq=x），这时候客户端进入SYN_SENT状态
- 第二次握手：server端收到SYN包，需要确认client端的seq(ack=x+1)。server端发送SYN+ACK包(SYN=1,ACK=1,seq=y,ack=x+1)，这时候server端进入SYN_RECV状态
- 第三次握手：client端手server端SYN+ACK包，需要确认server端的seq(ack=y+1)。client端发送ACK包(ACK=1,ack=y+1)，这时候client和server都是ESTABLISHED
至此完成链接，开始传输数据
目的
建立安全的双工的通信通道，保证双方都能发送、收到数据。
TCP/IP的四次挥手
四处挥手流程
- 第一次挥手：client端发出断开链接请求。client发送包（FIN=1,seq=x），client端状态为FIN_WAIT_1
- 第二次挥手：server端收到FIN包，需要确认client端的seq(ack=x+1)。server端发送ACK包(ACK=1,seq=y,ack=x+1) ，server端状态为CLOSE_WAIT，client端收到后状态FIN_WAIT_2
- 第三次挥手：server端不会立刻关闭链接，会继续发送完到client端的数据，server端发送FIN包(FIN=1,seq=z,ack=x+1)，server端状态为LAST_ACK,client端状态为FIN_WAIT_2
- 第四次挥手：client端发送ACK包确认server端的FIN(ack=z+1)，client端发送ACK包(ACK=1,ack=z+1,seq=h),server端状态为CLOSED,client端状态为TIME_WAIT状态。
至此4次挥手完成，客户端进入TIME_WAIT–2MSL–>CLOSED。
主要：如果client发送了FIN,服务端没有发送ACK直接发送了FIN,这时候客户端会变成CLOSEING。（比如FIN包由于网络原因丢失）
四次挥手目的
实现双工链接关闭的安全性。防止客户端的端口重用后，还收到上次服务端的请求
TIME_WAIT和CLOSE_WAIT状态
TIME_WAIT状态：对于复杂的网络状态，TCP 的实现提出了多种应对措施，TIME_WAIT 状态的提出就是为了应对其中一种异常状况。为了理解 TIME_WAIT 状态的必要性，我们先来假设没有这么一种状态会导致的问题。暂以 A、B 来代指 TCP 连接的两端，A 为主动关闭的一端。
- 四次挥手中，A 发 FIN， B 响应 ACK，B 再发 FIN，A 响应 ACK 实现连接的关闭。而如果 A 响应的 ACK 包丢失，B 会以为 A 没有收到自己的关闭请求，然后会重试向 A 再发 FIN 包。如果没有 TIME_WAIT 状态，A 不再保存这个连接的信息，收到一个不存在的连接的包，A 会响应 RST 包，导致 B 端异常响应。此时， TIME_WAIT 是为了保证全双工的 TCP 连接正常终止。
我们还知道，TCP 下的 IP 层协议是无法保证包传输的先后顺序的。如果双方挥手之后，一个网络四元组（src/dst ip/port）被回收，而此时网络中还有一个迟到的数据包没有被 B 接收，A 应用程序又立刻使用了同样的四元组再创建了一个新的连接后，这个迟到的数据包才到达 B，那么这个数据包就会让 B 以为是 A 刚发过来的。此时， TIME_WAIT 的存在是为了保证网络中迷失的数据包正常过期。
由以上两个原因，TIME_WAIT 状态的存在是非常有意义的。
为什么客户端要等待2MSL才能关闭
协议规定主动关闭一方，进入FIN_WAIT_2->TIME_WAIT，必须等待2MSL（MSL为最大报文段生存时间，LWIP为1分钟，windows为2分钟）时间然后才进入CLOSED，删除TCP控制块。在2MSL等待时间内迟到的报文段将被抛弃。
- 报文段有生存时间，当连接关闭时，有可能收到迟到的报文段。这时，若立马就建立新的连接（同一端口），那么新的连接就会接收迟到的报文，误以为是发给自己的。
- 另一个原因是可靠的实现全双工连接的终止：由于网络原因可能服务端没有收到ACK包，所有会在一段时间内重新发送FIN包和ACK包。
不用等待2MSL的方法：使能SO_REUSEPORT(允许重用本地地址)，可以通过调用setsockopt函数来使能。