tcp连接的建立和终止依赖于connect、accept、close等函数。同时tcp也可以说是全双工的方式进行通信。

TCP连接的建立：三次握手

准备条件

服务器通过调用socket、bind和listen三个函数完成准备监听工作，称为被动打开。

第一次

客户端通过调用connect发起连接建立请求，客户端通过tcp发送一个SYN（同步）数据包， 数据包中携带的是建立连接发送数据的初始序列号。通常SYN数据包不携带数据

第二次

服务器收到客户端的SYN数据包后，需要对这个数据包回应一个ACK数据包（其确认序列号=初始序列号+1），且自己也需要发送建立连接的 同步SYN数据包，服务器在一个数据包中发送SYN和ACK信息，并携带自己的初始序列号

第三次

客户端确认收到服务端发送的ACK后，需要回应服务端发送的SYN并发送一个ACK数据包（其确认序列号=初始序列号+1）给服务端。 服务端收到后，连接建立。

TCP连接的终止： 四次挥手

第一次

某个进程首先调用close，称为主动关闭，主动端发送一个FIN数据包，同样携带一个初始序列号，表示数据发送完毕。

第二次

接收这个FIN数据包的称为被动端，它的接收也作为一个文件结束符传递给接收端应用程序，并发送一个ACK数据包给主动端，且携带一个确认序列号

第三次

过了某个时间，被动端的应用程序处理了这个文件结束符，调用了close关闭这端的套接字，所以也发送一个FIN数据包并携带一个初始序列号过去。

第四次

主动端收到关闭请求，也需要回应一个ACK数据包并携带一个确认序列号过去，表示结束。

TCP 状态转换图

TIME_WAIT状态

TIME_WAIT状态，在主动关闭端最后发送确认关闭ACK数据包后，需要等待一段时间才能关闭。这个停留时间是最长数据包生命周期（maximum segment lifetime）的两倍，称为2MSL。

任何TCP实现都必须为MSL选择一个值，RFC1122建议是2分钟。不过伯克利套接字实现改用30秒，这意味着持续时间可能在一分钟到4分钟之间。

TIME_WAIT存在的理由：

• 可靠实现tcp全双工连接的终止
• 允许老的重复数据包在网络中消失（每个数据包都有一个跳数ttl限制，通常是255）

第一个理由

因为假设最后一个ACK数据包可能丢失，这样被动端在没有收到FIN的ACK确认关闭数据包时，会启用超时重传，重新发送FIN数据包， 因此，主动端必须维持状态以等待重传的那个FIN数据包，并允许它重新发送确认ACK数据包。

第二个理由

假设某个套接字（这里指ip和端口的组合）刚关闭，过一段时间这个套接字上又建立了另一个连接，如果这个时候那个丢失的数据包出现， 则可能被这个新连接误认为是发给它的数据，造成错误。tcp为了防止这种问题出现，就必须让这个套接字上之前关闭的连接等待一段时间， 以等待这个丢失的数据包消失，而这个时间就是2MSL，这个时间足以让这个丢失的数据包在网络中消失。