TCP
TCP，Transmission Control Protocol 傳輸控制協議，是一種面向連接的、可靠的、基于位元組流的傳輸層通信協議，通俗來講，TCP就是雙方通信的一個規范標準，負責對資料的傳輸進行一定的控制，TCP 報文格式如下：
現對其中的結構做個簡單介紹
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源埠號就是指本地埠，目的埠號就是遠程埠
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序號，也稱序列號（Sequence Number），用于 TCP 通信程序中某一傳輸方向上位元組流的每個位元組的編號，以防止亂序問題，簡單來說，就是在傳輸程序中用序列號來標記自己的位置，保證資料能按序傳輸
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確認序號，也稱確認序列號（Acknowledgment Numbe），是接收確認端所期望收到的下一序列號，確認序號應當是上次已成功收到資料位元組序號加 1，只有當標志位中的 ACK 標志為 1 時該確認序列號的欄位才有效，主要用來解決不丟包的問題
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標志位，TCP Flag，TCP 首部中有 6 個標志位元，它們中的多個可同時被設定為 1，主要是用于操控 TCP 的狀態機，依次為 URG，ACK，PSH，RST，SYN，FIN
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ACK
表示應答域有效，這個標識可以理解為發送端發送資料到接收端，發送的時候 ACK 為 0，標識接收端還未應答，一旦接收端接收資料之后，就將 ACK 置為 1，發送端接收到之后，就知道了接收端已經接收了資料
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SYN
表示同步序列號，用來建立 TCP 連接，SYN 標志位和 ACK 標志位搭配使用，當連接請求的時候，SYN = 1，ACK = 0；連接被回應的時候，SYN = 1，ACK = 1；這個標志的資料包經常被用來進行埠掃描，掃描者發送一個只有 SYN 的資料包，如果對方主機回應了一個資料包回來 ，就表明這臺主機存在這個埠
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FIN
表示發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，發送 FIN 標志位的 TCP 資料包后，連接將被斷開，這個標志的資料包也經常被用于進行埠掃描
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視窗大小（Window Size），也稱為滑動視窗大小，用來進行流量控制
TCP 三次握手
TCP 三次握手，即建立 TCP 連接，需要客戶端和服務端總共發送 3 個包以確認連接的建立，在 Socket 編程中，這一程序由客戶端執行 connect 來觸發，TCP 握手的目的有三個：確認雙方的接收與發送能力是否正常；初始化序列號，為后面的可靠傳送做準備；進行數字證書的驗證以及加密密鑰的生成
- 第一次握手：客戶端發送請求報文將 SYN = 1 同步序列號和初始化序列號 seq = J 發送給服務端，發送完之后客戶端處于發送等待狀態
- 第二次握手：服務端受到 SYN 請求報文之后，如果同意連接，會以自己的同步序列號 SYN = 1、初始化序列號 seq = K 和確認序列號（期望下次收到的資料包）ack = J + 1 以及確認號 ACK = 1 報文作為應答，此時服務器為確認接收狀態
- 第三次握手：客戶端接收到服務端的 SYN + ACK 之后，知道可以發送下一序列的資料包了，然后發送同步序列號 ack = K + 1 和資料包的序列號 seq = J + 1 以及確認號 ACK = 1 確認包作為應答，客戶端轉為確認連接狀態
為什么是三次握手？
為什么是三次握手，而不是一次、二次呢？因為有可能出現這種情況：客戶端發送了一個連接請求，但出現網路延遲，導致客戶端沒有及時收到服務端的回應，就會認為本次請求失效，而這時原本延遲的請求又來到服務端，服務端確認并保持等待狀態，但實際上此時客戶端并沒有與服務端連接的意思，這就會導致服務器一直處于等待狀態，造成資源浪費
TCP 四次揮手
TCP 四次揮手，即終止 TCP 連接，需要客戶端和服務端總共發送 4 個包以確認連接的斷開，在 Socket 編程中，這一程序由客戶端或服務端任一方執行 close 來觸發
- 第一次分手：第一次分手無論是客戶端還是服務端都可以發起，因為 TCP 是全雙工的，假如客戶端發送的資料已經發送完畢，發送 FIN = 1 告訴服務端，客戶端所有資料已經全發完了，服務端可以關閉接收了，但如果服務端還有資料要發給客戶端，客戶端照樣可以接收的，此時客戶端處于 FIN_WAIT_1 等待關閉狀態
- 第二次分手：服務端接收到客戶端的釋放請求連接之后，知道客戶端沒有資料要發給自己了，然后服務端發送 ACK = 1 告訴客戶端已經收到發給自己的資訊，此時服務端處于 CLOSE_WAIT 等待關閉狀態
- 第三次分手：此時服務端已經沒有資料向客戶端發送了，然后發送一個 FIN = 1，用于告訴客戶端，服務端的所有資料發送完畢，客戶端可以關閉接收資料連接了，此時服務端狀態處于 LAST_ACK 確認關閉狀態
- 第四次分手：此時如果客戶端收到了服務端發送完的資訊之后，就發送 ACK = 1，告訴服務端，客戶端已經收到了服務端的資訊，服務端處于 CLOSED 狀態，四次揮手全部完成
為什么是四次揮手？
為什么是四次揮手呢？因為關閉連接時，己方收到對方的 FIN 報文，僅僅表示對方不再向自己發送資料，但還能接受資料，己方可能還有資料要發送給對方，所以不能向三次握手一樣直接把 ACK 和 SYN 放一起發送，而是先發送 ACK，直到沒有資料要發送了，才是 FIN 確認關閉連接
為什么 TIME_WAIT 狀態需要經過 2MSL 才能回傳到 CLOSE 狀態？
假設出現各種網路原因，使得服務端沒有接收到客戶端最后回復的 ACK，這時服務端就會重新發送 FIN，如果沒有 2MSL 的延遲，那客戶端回復 ACK 后就立即處于 close 狀態，自然也無法接收到服務端再次發送的 FIN，最后服務端會認為出現連接錯誤問題并報告給上層，這種情況雖然不至于導致資料丟失，但不符合 TCP 是可靠連接的要求
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