更好閱讀體驗：《理解 TCP 和 UDP》— By Gitbook
TCP 的整個交流過程可以總結為：先建立連線，然後傳輸資料，最後釋放連結。
三次握手，建立連線
TCP 連線建立要解決的首要問題就是：要使每一方能夠確知對方的存在。
三次握手就像，在一個黑暗的森林，你知道前方十點鐘方向好像有人。
你喊了一句：Hello？I'am JerryC，Who are you？
對面回了一句：Hi! I'am David, and nice to meet you!
然後你回了一句：Nice to meet you too!
......(自此，你們才算真正認識了雙方，開始了後面省略3000字的談話)
所以說，兩個人需要交朋友（兩個端點需要建立連線），至少需要三次的通話（握手）
其實，網路上的傳輸是沒有連線的，TCP 也是一樣的。
而 TCP 所謂的「連線」，其實只不過是在通訊的雙方維護一個「連線狀態」，讓它看上去好像有連線一樣。
連線建立過程
TCP 連線的建立採用客戶伺服器方式，主動發起連線建立的一方叫客戶端（Client），被動等待連線建立的一方叫伺服器（Server）。
最初的時候，兩端都處於 CLOSED 的狀態，然後伺服器開啟了 TCP 服務，進入 LISTEN 狀態，監聽特定埠，等待客戶端的 TCP 請求。
第一次握手：
客戶端主動開啟連線，傳送 TCP 報文，進行第一次握手，然後進入 SYN_SEND 狀態，等待伺服器發回確認報文。
這時首部的同步位 SYN = 1，同時初始化一個序號 Sequence Number = J。
TCP 規定，SYN 報文段不能攜帶資料，但會消耗一個序號。
第二次握手：
伺服器收到了 SYN 報文，如果同意建立連線，則向客戶端傳送一個確認報文，然後伺服器進入 SYN_RCVD 狀態。
這時首部的 SYN = 1，ACK = 1，而確認號 Acknowledgemt Number = J + 1，同時也為自己初始化一個序號 Sequence Number = K。
這個報文同樣不攜帶資料。
第三次握手：
客戶端收到了伺服器發過來的確認報文，還要向伺服器給出確認，然後進入 ESTABLISHED 狀態。
這時首部的 SYN 不再置為 1，而 ACK = 1，確認號 Acknowledgemt Number = K + 1，序號 Sequence Number = J + 1。
第三次握手，一般會攜帶真正需要傳輸的資料，當伺服器收到該資料包文的時候，就會同樣進入 ESTABLISHED 狀態。
此時，TCP 連線已經建立。
對於建立連線的三次握手，主要目的是初始化序號 Sequence Number，並且通訊的雙方都需要告知對方自己的初始化序號，所以這個過程也叫 SYN。
這個序號要作為以後的資料通訊的序號，以保證應用層接收到的資料不會因為網路上的傳輸問題而亂序，因為TCP 會用這個序號來拼接資料。
利用連線設計缺陷實施 TCP Flood 攻擊
知道了 TCP 建立一個連線，需要進行三次握手。
但如果你開始思考「三次握手的必要性」的時候，就會知道，其實網路是很複雜的，一個資訊在途中丟失的可能性是有的。
如果資料丟失了，那麼，就需要重新傳送，這時候就要知道資料是否真的送達了。
這就是三次握手的必要性。
但是再向深一層思考，你給我發資訊，我收到了，我回復，因為我是君子。
如果是小人，你給我發資訊，我就算收到了，我也不回覆，你就一直等我著我的回覆。
那麼很多小人都這樣做，你就要一直記住你在等待著小人1號、小人2號、小人3號......直到你的腦容量爆棚，燒壞腦袋。
黑客就是利用這樣的設計缺陷，實施 TCP Flood 攻擊，屬於 DDOS 攻擊的一種。
想了解更多 SYN Flood 攻擊請看：SYN flood - wiki
四次揮手，釋放連線
TCP 有一個特別的概念叫做半關閉，這個概念是說，TCP 的連線是全雙工（可以同時傳送和接收）的連線，因此在關閉連線的時候，必須關閉傳送和接收兩個方向上的連線。
客戶端給伺服器傳送一個攜帶 FIN 的 TCP 結束報文段，然後伺服器返回給客戶端一個 確認報文段，同時傳送一個 結束報文段，當客戶端回覆一個 確認報文段 之後，連線就結束了。
釋放連線過程
在結束之前，通訊雙方都是處於 ESTABLISHED 狀態，然後其中一方主動斷開連線。
下面假如客戶端先主動斷開連線。
第一次揮手：
客戶端向伺服器傳送結束報文段，然後進入 FIN_WAIT_1 狀態。
此報文段 FIN = 1， Sequence Number = M。
第二次揮手：
服務端收到客戶端的結束報文段，然後傳送確認報文段，進入 CLOSE_WAIT 狀態。
此報文段 ACK = 1， Sequence Number = M + 1。
客戶端收到該報文，會進入 FIN_WAIT_2 狀態。
第三次揮手：
同時服務端向客戶端傳送結束報文段，然後進入 LAST_ACK 狀態。
此報文段 FIN = 1，Sequence Number = N。
第四次揮手：
客戶端收到服務端的結束報文段，然後傳送確認報文段，進入 TIME_WAIT 狀態，經過 2MSL 之後，自動進入 CLOSED 狀態。
此報文段 ACK = 1, Sequence Number = N + 1。
服務端收到該報文之後，進入 CLOSED 狀態。
關於 TIME_WAIT 過渡到 CLOSED 狀態說明：
從 TIME_WAIT 進入 CLOSED 需要經過 2MSL，其中 MSL 就叫做 最長報文段壽命（Maxinum Segment Lifetime），根據 RFC 793 建議該值這是為 2 分鐘，也就是說需要經過 4 分鐘，才進入 CLOSED 狀態。