三次握手
三次握手(Three-way Handshake)，是指建立一个 TCP 连接时，需要客户端和服务器总共发送 3 个包。
三次握手的目的是连接服务器指定端口，建立 TCP 连接，并同步连接双方的序列号和确认号，交换 TCP 窗口大小信息。在 socket 编程中，客户端执行 connect() 时。将触发三次握手。
- 第一次握手(SYN=1, seq=x):
客户端发送一个 TCP 的 SYN 标志位置1的包，指明客户端打算连接的服务器的端口，以及初始序号 X,保存在包头的序列号(Sequence Number)字段里。
发送完毕后，客户端进入 SYN_SEND 状态。
- 第二次握手(SYN=1, ACK=1, seq=y, ACKnum=x+1):
服务器发回确认包(ACK)应答。即 SYN 标志位和 ACK 标志位均为1。服务器端选择自己 ISN 序列号，放到 Seq 域里，同时将确认序号(Acknowledgement Number)设置为客户的 ISN 加1，即X+1。 发送完毕后，服务器端进入 SYN_RCVD 状态。
- 第三次握手(ACK=1，ACKnum=y+1)
客户端再次发送确认包(ACK)，SYN 标志位为0，ACK 标志位为1，并且把服务器发来 ACK 的序号字段+1，放在确定字段中发送给对方，并且在数据段放写ISN的+1
发送完毕后，客户端进入 ESTABLISHED 状态，当服务器端接收到这个包时，也进入 ESTABLISHED 状态，TCP 握手结束。
三次握手的过程的示意图如下：
四次挥手
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)，也叫做改进的三次握手。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。
- 第一次挥手(FIN=1，seq=u)
假设客户端想要关闭连接，客户端发送一个 FIN 标志位置为 1 的包，表示自己已经没有数据可以发送了，但是仍然可以接受数据。
发送完毕后，客户端进入 FIN_ WAIT_1 状态。
- 第二次挥手(ACK=1，ACKnum=u+1)
服务器端确认客户端的 FIN 包，发送一个确认包，表明自己接受到了客户端关闭连接的请求，但还没有准备好关闭连接。
发送完毕后，服务器端进入 CLOSE_ WAIT 状态，客户端接收到这个确认包之后，进入 FIN_ WAIT_2 状态，等待服务器端关闭连接。
- 第三次挥手(FIN=1，seq=v)
服务器端准备好关闭连接时，向客户端发送结束连接请求，FIN 置为 1。
发送完毕后，服务器端进入 LAST_ACK 状态，等待来自客户端的最后一个 ACK。
- 第四次挥手(ACK=1，ACKnum=v+1)
客户端接收到来自服务器端的关闭请求，发送一个确认包，并进入 TIME_WAIT状态，等待可能出现的要求重传的 ACK 包。
服务器端接收到这个确认包之后，关闭连接，进入 CLOSED 状态。
客户端等待了某个固定时间（两个最大段生命周期，2MSL，2 Maximum Segment Lifetime）之后，没有收到服务器端的 ACK ，认为服务器端已经正常关闭连接，于是自己也关闭连接，进入 CLOSED 状态。
四次挥手的示意图如下：
以上内容来自： https://hit-alibaba.github.io/interview/basic/network/TCP.html
为什么要三次握手
在谢希仁写的《计算机网络》中提到：「三次握手」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服务端，因而产生错误。
以下是书中的解释：
所以三次握手可以避免服务端一直等待而浪费资源。
为什么要四次挥手
TCP 是全双工模式，这就意味着，当主机 1 发出 FIN 报文段时，只是表示主机1已经没有数据要发送了，主机 1 告诉主机 2，它的数据已经全部发送完毕了；但是，这个时候主机 1 还是可以接受来自主机 2 的数据；当主机 2 返回 ACK 报文段时，表示它已经知道主机 1 没有数据发送了，但是主机 2 还是可以发送数据到主机 1 的；当主机 2 也发送了 FIN 报文段时，这个时候就表示主机 2 也没有数据要发送了，就会告诉主机 1，我也没有数据要发送了，之后彼此就会愉快的中断这次 TCP 连接。
以上内容来自： https://github.com/jawil/blog/issues/14
