OSI
OSI是Open System Interconnection的縮寫，意為開放式系統互聯。國際標準化組織（ISO）制定了OSI模型，該模型定義了不同計算機互聯的標準，是設計和描述計算機網路通訊的基本框架。OSI模型把網路通訊的工作分為7層，分別是物理層、資料鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。 首先來看看OSI的七層模型:
我們需要知道TCP工作在網路OSI的七層模型中的第四層——Transport層，IP在第三層——Network層，ARP 在第二層——Data Link層;在第二層上的資料，我們把它叫Frame，在第三層上的資料叫Packet，第四層的數 據叫Segment。 同時，我們需要簡單的知道，資料從應用層發下來，會在每一層都會加上頭部資訊，進行 封裝，然後再傳送到資料接收端。這個基本的流程你需要知道，就是每個資料都會經過資料的封裝和解封 裝的過程。 在OSI七層模型中，每一層的作用和對應的協議如下：
TCP/IP 參考模型
TCP/IP是傳輸控制協議/網路互聯協議的簡稱。早期的TCP/IP模型是一個四層結構，從下往上依次是網路介面層、網際網路層、傳輸層和應用層。後來在使用過程中，借鑑OSI七層參考模型，將網路介面層劃分為了物理層和資料鏈路層，形成五層結構。
上面就是TCP協議頭部的格式，由於它太重要了，是理解其它內容的基礎，下面就將每個欄位的資訊都詳 細的說明一下。
Source Port和Destination Port:分別佔用16位，表示源埠號和目的埠號;用於區別主機中的不同程式， 而IP地址是用來區分不同的主機的，源埠號和目的埠號配合上IP首部中的源IP地址和目的IP地址就能唯一 的確定一個TCP連線;
Sequence Number:用來標識從TCP發端向TCP收端傳送的資料位元組流，它表示在這個報文段中的的第一個資料 位元組在資料流中的序號;主要用來解決網路報亂序的問題;
Acknowledgment Number:32位確認序列號包含傳送確認的一端所期望收到的下一個序號，因此，確認序號應 當是上次已成功收到資料位元組序號加1。不過，只有當標誌位中的ACK標誌(下面介紹)為1時該確認序列號的字 段才有效。主要用來解決不丟包的問題;
Offset:給出首部中32 bit字的數目，需要這個值是因為任選欄位的長度是可變的。這個欄位佔4bit(最多能 表示15個32bit的的字，即4*15=60個位元組的首部長度)，因此TCP最多有60位元組的首部。然而，沒有任選欄位， 正常的長度是20位元組;
TCP Flags:TCP首部中有6個標誌位元，它們中的多個可同時被設定為1，主要是用於操控TCP的狀態機的，依次 為URG，ACK，PSH，RST，SYN，FIN。每個標誌位的意思如下：
URG：此標誌表示TCP包的緊急指標域(後面馬上就要說到)有效，用來保證TCP連線不被中斷，並且督促 中間層裝置要儘快處理這些資料;
ACK：此標誌表示應答域有效，就是說前面所說的TCP應答號將會包含在TCP資料包中;有兩個取值：0和1， 為1的時候表示應答域有效，反之為0;
PSH：這個標誌位表示Push操作。所謂Push操作就是指在資料包到達接收端以後，立即傳送給應用程式， 而不是在緩衝區中排隊;
RST：這個標誌表示連線復位請求。用來複位那些產生錯誤的連線，也被用來拒絕錯誤和非法的資料包;
SYN：表示同步序號，用來建立連線。SYN標誌位和ACK標誌位搭配使用，當連線請求的時候，SYN=1， ACK=0;連線被響應的時候，SYN=1，ACK=1;這個標誌的資料包經常被用來進行埠掃描。掃描者傳送 一個只有SYN的資料包，如果對方主機響應了一個資料包回來 ，就表明這臺主機存在這個埠;但是由於這 種掃描方式只是進行TCP三次握手的第一次握手，因此這種掃描的成功表示被掃描的機器不很安全，一臺安全 的主機將會強制要求一個連線嚴格的進行TCP的三次握手;
FIN： 表示傳送端已經達到資料末尾，也就是說雙方的資料傳送完成，沒有資料可以傳送了，傳送FIN標誌 位的TCP資料包後，連線將被斷開。這個標誌的資料包也經常被用於進行埠掃描。
Window:視窗大小，也就是有名的滑動視窗，用來進行流量控制;這是一個複雜的問題，這篇博文中並不會進行 總結的;
好了，基本知識都已經準備好了，開始下一段的征程吧。
三次握手又是什麼?
TCP是面向連線的，無論哪一方向另一方傳送資料之前，都必須先在雙方之間建立一條連線。在TCP/IP協議中，TCP 協議提供可靠的連線服務，連線是通過三次握手進行初始化的。三次握手的目的是同步連線雙方的序列號和確認號 並交換 TCP視窗大小資訊。這就是面試中經常會被問到的TCP三次握手。只是瞭解TCP三次握手的 概念，對你獲得一份工作是沒有任何幫助的，你需要去了解TCP三次握手中的一些細節。先來看圖說話。
1.第一次握手：建立連線。客戶端傳送連線請求報文段，將SYN位置為1，Sequence Number為x;然後，客戶端進入SYN_SEND狀態，等待伺服器的確認;
2.第二次握手：伺服器收到SYN報文段。伺服器收到客戶端的SYN報文段，需要對這個SYN報文段進行確認，設定Acknowledgment Number為x+1(Sequence Number+1);同時，自己自己還要傳送SYN請求資訊，將SYN位置為1，Sequence Number為y;伺服器端將上述所有資訊放到一個報文段(即SYN+ACK報文段)中，一併傳送給客戶端，此時伺服器進入SYN_RECV狀態;
3.第三次握手：客戶端收到伺服器的SYN+ACK報文段。然後將Acknowledgment Number設定為y+1，向伺服器傳送ACK報文段，這個報文段傳送完畢以後，客戶端和伺服器端都進入ESTABLISHED狀態，完成TCP三次握手。
完成了三次握手，客戶端和伺服器端就可以開始傳送資料。以上就是TCP三次握手的總體介紹。
那四次分手呢?
當客戶端和伺服器通過三次握手建立了TCP連線以後，當資料傳送完畢，肯定是要斷開TCP連線的啊。那對於TCP的斷開連線，這裡就有了神祕的“四次分手”。
1.第一次分手：主機1(可以使客戶端，也可以是伺服器端)，設定Sequence Number和Acknowledgment Number，向主機2傳送一個FIN報文段;此時，主機1進入FIN_WAIT_1狀態;這表示主機1沒有資料要傳送給主機2了;
2.第二次分手：主機2收到了主機1傳送的FIN報文段，向主機1回一個ACK報文段，Acknowledgment Number為Sequence Number加1;主機1進入FIN_WAIT_2狀態;主機2告訴主機1，我也沒有資料要傳送了，可以進行關閉連線了;
3.第三次分手：主機2向主機1傳送FIN報文段，請求關閉連線，同時主機2進入CLOSE_WAIT狀態;
4.第四次分手：主機1收到主機2傳送的FIN報文段，向主機2傳送ACK報文段，然後主機1進入TIME_WAIT狀態;主機2收到主機1的ACK報文段以後，就關閉連線;此時，主機1等待2MSL後依然沒有收到回覆，則證明Server端已正常關閉，那好，主機1也可以關閉連線了。
至此，TCP的四次分手就這麼愉快的完成了。當你看到這裡，你的腦子裡會有很多的疑問，很多的不懂，感覺很凌亂;沒事，我們繼續總結。
為什麼要三次握手?
既然總結了TCP的三次握手，那為什麼非要三次呢?怎麼覺得兩次就可以完成了。那TCP為什麼非要進行三次連線呢?在謝希仁的《計算機網路》中是這樣說的：
為了防止已失效的連線請求報文段突然又傳送到了服務端，因而產生錯誤。
在書中同時舉了一個例子，如下：
"已失效的連線請求報文段”的產生在這樣一種情況下：client發出的第一個連線請求報文段並沒有丟失，
而是在某個網路結點長時間的滯留了，以致延誤到連線釋放以後的某個時間才到達server。本來這是一
個早已失效的報文段。但server收到此失效的連線請求報文段後，就誤認為是client再次發出的一個新
的連線請求。於是就向client發出確認報文段，同意建立連線。假設不採用“三次握手”，那麼只要server
發出確認，新的連線就建立了。由於現在client並沒有發出建立連線的請求，因此不會理睬server的確認，
也不會向server傳送資料。但server卻以為新的運輸連線已經建立，並一直等待client發來資料。這樣，
server的很多資源就白白浪費掉了。採用“三次握手”的辦法可以防止上述現象發生。例如剛才那種情況，
client不會向server的確認發出確認。server由於收不到確認，就知道client並沒有要求建立連線。"
這就很明白了，防止了伺服器端的一直等待而浪費資源。
為什麼要四次分手?
那四次分手又是為何呢?TCP協議是一種面向連線的、可靠的、基於位元組流的運輸層通訊協議。TCP是全雙工 模式，這就意味著，當主機1發出FIN報文段時，只是表示主機1已經沒有資料要傳送了，主機1告訴主機2， 它的資料已經全部傳送完畢了;但是，這個時候主機1還是可以接受來自主機2的資料;當主機2返回ACK報文 段時，表示它已經知道主機1沒有資料傳送了，但是主機2還是可以傳送資料到主機1的;當主機2也傳送了FIN 報文段時，這個時候就表示主機2也沒有資料要傳送了，就會告訴主機1，我也沒有資料要傳送了，之後彼此 就會愉快的中斷這次TCP連線。如果要正確的理解四次分手的原理，就需要了解四次分手過程中的狀態變化。
FIN_WAIT_1: 這個狀態要好好解釋一下，其實FIN_WAIT_1和FIN_WAIT_2狀態的真正含義都是表示等 待對方的FIN報文。而這兩種狀態的區別是：FIN_WAIT_1狀態實際上是當SOCKET在ESTABLISHED狀態時， 它想主動關閉連線，向對方傳送了FIN報文，此時該SOCKET即進入到FIN_WAIT_1狀態。而當對方迴應ACK報 文後，則進入到FIN_WAIT_2狀態，當然在實際的正常情況下，無論對方何種情況下，都應該馬上回應ACK 報文，所以FIN_WAIT_1狀態一般是比較難見到的，而FIN_WAIT_2狀態還有時常常可以用netstat看到。 (主動方)
FIN_WAIT_2：上面已經詳細解釋了這種狀態，實際上FIN_WAIT_2狀態下的SOCKET，表示半連線，也即 有一方要求close連線，但另外還告訴對方，我暫時還有點資料需要傳送給你(ACK資訊)，稍後再關閉連線。 (主動方)
CLOSE_WAIT：這種狀態的含義其實是表示在等待關閉。怎麼理解呢?當對方close一個SOCKET後傳送FIN 報文給自己，你係統毫無疑問地會迴應一個ACK報文給對方，此時則進入到CLOSE_WAIT狀態。接下來呢，實 際上你真正需要考慮的事情是察看你是否還有資料傳送給對方，如果沒有的話，那麼你也就可以 close這個 SOCKET，傳送FIN報文給對方，也即關閉連線。所以你在CLOSE_WAIT狀態下，需要完成的事情是等待你去關 閉連線。(被動方)
LAST_ACK: 這個狀態還是比較容易好理解的，它是被動關閉一方在傳送FIN報文後，最後等待對方的ACK報 文。當收到ACK報文後，也即可以進入到CLOSED可用狀態了。(被動方)
TIME_WAIT: 表示收到了對方的FIN報文，併傳送出了ACK報文，就等2MSL後即可回到CLOSED可用狀態了。 如果FINWAIT1狀態下，收到了對方同時帶FIN標誌和ACK標誌的報文時，可以直接進入到TIME_WAIT狀態，而無 須經過FIN_WAIT_2狀態。(主動方)
CLOSED: 表示連線中斷。
為什麼 TIME_WAIT 狀態要等待 2MSL 之後才關閉連線
1、2MSL表示兩個MSL的時長，MSL全稱為Maximum Segment Life，表示TCP 對TCP Segment 生存時間的限制。
2、為了保證主動關閉方A傳送的最後一個ACK報文段能夠到達被動關閉方B。這個ACK報文段有可能丟失，因而使處在LAST_ACK狀態的B收不到對自己已傳送的FIN+ACK報文段的確認。B會超時重傳這個FIN+ACK報文段。而A就能在2MSL時間內收到這個重傳的FIN+ACK報文段。接著A重傳一次確認，重新啟動2MSL計時器。最後A和B都正常進入到CLOSED狀態。如果A在TIME_WAIT狀態不等待一段時間，而是在傳送完ACK報文段後立即釋放連線，那麼就無法收到B重傳的FIN+ACK報文段，因而也不會在傳送一次確認報文段。這樣，B就無法按照正常步驟進入CLOSED狀態。
3、防止已失效的連線請求報文段出現在本連線中。A在傳送完最後一個ACK報文段後，在經過2MSL，就可以使本連線持續的時間內所產生的所有報文段都從網路中消失。這樣就可以使下一個新的連線中不會出現這種舊的連線請求報文段。
總結到這裡，也該結束了，但是對於TCP的學習遠還沒有結束。TCP是一個非常複雜的協議，這裡稍微總結了一 下TCP的連線與斷開連線是發生的事情，不足之處，敬請賜教。