TCP 连接建立与结束

建立连接（三次握手）

连接建立的过程

1. 请求端（通常也称为Client 客户）发送一个带有SYN标识符以ISN + 1为序列号的TCP报文段给另一端（通常也称为Server 服务器）请求建立一个TCP连接。
2. Server如果能够建立TCP连接，则发回一个带有ACK标识符同时确认序号为Client序列号 + 1的确认报文段给Client。
3. Client发送一个新的带有ACK标识符同时确认序号为Server序列号 + 1的报文段给Server进行确认 （很多情况下，Client已经开始在这个报文段中的数据块中塞入将要发送给Server的数据）。
   至此，三次握手完毕，TCP连接建立。

连接建立超时

很明显，有很多种异常情况可能导致TCP连接无法建立。比如说Server没有处于正常状态；又或者装载TCP报文段的IP数据报在转发的过程中丢失了。
TCP协议对这种情况的处理方式是，为TCP连接建立设置一个超时时间，在超时时间到来之前会发送多个SYN包请求建立对端建立TCP连接。在超时时间到来之后，如果连接还没有建立，则放弃建立连接。

结束连接 （四次握手）

建立一个TCP连接需要三次握手，而完全终止TCP连接却需要4次。因为TCP连接是全双工的，一个FIN报文段一次只能关闭一个方向上的数据传送。因此，想要完全关闭一条TCP连接，需要两对FIN - FIN的ACK 报文段配对才行。这一种情况也被称为TCP连接的半关闭。

发送FIN关闭TCP连接通常是应用层进行关闭的结果!

若在应用主动关闭连接的时候对设备进行抓包，可以很清楚的看到主动关闭方发送了一个带有FIN标识符的报文段给另一方。

TCP连接半关闭

图中虽然被动关闭方（第一个FIN的接受方）看起来在接收到FIN的ACK之后立即发送了自己的FIN给对端。但其实，在很多情况下这两个报文段之间是有时间间隔的，而在时间间隔中还发送了很多数据报文段，用以发送还未发送的数据。这一现象就是TCP的半关闭。
而TCP协议允许的这样一个“窗口期”特性，很多时候也被加以利用。（譬如Client已经发送完了自己将要发送的数据，但是仍然想要接收Server发送的数据）

同时打开 & 同时关闭

由于TCP是全双工的，因此双方同时请求对端建立连接或者同时关闭连接是可能的。但是由于出现的概率很小，同时应用的场景很少，这里就不过多介绍了。

RST

请求建立连接端口不存在

经常会出现这种情况，请求建立连接的SYN报文段已经发送到了Server，但是Server检查到对应的目的端口并没有被监听（该端口绑定的应用程序没有启动）。这个时候Server在发送回给Client的ACK包中便会将RST标识符置1，用以通知Client连接无法建立。

异常终止连接

通过发送RST而不是发送FIN报文段来结束TCP连接的方式也被称为异常释放。通常在某一个端在接收到对端发来不正常的报文时会发回一个RST给对端异常终止连接。这里讲的不正常可能不是报文段的内容有问题，而是无法处理该报文段。（在TCP保活定时器中应用中，在Client重启之后收到旧TCP连接对端服务器发来的探查报文段时，就会发回一个RST包让服务器终止连接。）
这样的异常终止连接有两个好处：

• 不需要执行四次握手，RST的接收端在收到该报文段之后将直接关闭。（RST的发送端之所以发送RST报文很可能是因为自己根本不能执行正常的四次握手来关闭TCP连接）
• RST的接收端知道对端出现了异常情况，从而进入到相应的异常处理流程。