一、建立连接---三次握手
TCP连接的建立需要三次握手来同步双方的序列号，并确保双方都准备好进行数据传输。具体过程如下：
1. 客户端发起连接请求 (SYN)：
- 客户端发送一个SYN（Synchronize Sequence Numbers）报文给服务器。
- 报文中包含了一个初始序列号
ISN（Initial Sequence Number），用于标识这个连接中的第一个字节的数据。 - 客户端进入
SYN_SENT状态，等待服务器回应。
2. 服务器接收并回应 (SYN+ACK)：
- 服务器接收到客户端的SYN报文后，它将自己也设置为SYN状态，并生成自己的初始序列号。
- 服务器向客户端发送一个SYN-ACK报文作为响应，其中包含了对客户端SYN的确认（ACK字段）以及服务器自身的初始序列号。
- 服务器进入
SYN_RECV状态，等待客户端的最终确认。
3. 客户端确认 (ACK)：
- 客户端接收到服务器的SYN-ACK报文后，发送一个ACK报文给服务器以确认收到其SYN。
- ACK报文中会包含服务器SYN报文的序列号加1，表示已经成功接收到了该报文。
- 客户端进入
ESTABLISHED状态。 - 服务器接收到ACK后也进入
ESTABLISHED状态，连接建立完成，此时双方可以开始传输数据。
二、关闭连接---四次挥手
TCP连接是全双工的，因此关闭连接时需要分别关闭两个方向的数据流。这通常需要四个步骤来完成：
1. 主动关闭方发送FIN (第一次挥手)
- 主动关闭方（可能是客户端或服务器）发送一个FIN报文给对方，表示不再发送数据。
- 发送方进入
FIN_WAIT_1状态。
2. 被动关闭方接收FIN并回应ACK (第二次挥手)
- 被动关闭方接收到FIN后，发送一个ACK报文作为回应，确认序号为收到的FIN报文的序列号加1。
- 被动关闭方进入
CLOSE_WAIT状态，而此时主动关闭方进入FIN_WAIT_2状态，等待被动关闭方的FIN报文。
3. 被动关闭方发送FIN (第三次挥手)
- 当被动关闭方也没有数据要发送时，它会发送一个FIN报文给主动关闭方。
- 被动关闭方进入
LAST_ACK状态，等待最后一个ACK。
4. 主动关闭方接收FIN并回应ACK (第四次挥手)
- 主动关闭方接收到FIN后，发送一个ACK报文作为回应，确认序号为收到的FIN报文的序列号加1。
- 主动关闭方进入
TIME_WAIT状态，等待一段时间（通常是2倍的最大段生存时间MSL），以确保被动关闭方能够接收到ACK报文。这段时间结束后，如果没有任何重传发生，则主动关闭方关闭连接，进入CLOSED状态。 - 被动关闭方在接收到ACK后立即关闭连接，进入
CLOSED状态。
三、总结
- 三次握手：确保了双方都能正确初始化序列号，并且保证双方都知道对方已准备好通信。
- 四次挥手：因为TCP连接是双向的，所以每个方向都需要单独关闭。
TIME_WAIT状态的存在是为了处理可能在网络中延迟到达的重复报文，确保旧连接的数据不会影响新连接。此外，它还有助于解决网络分组重组的问题。