TCP是一種面向連接的可靠傳輸協議，TCP使用三次握手和四次揮手來建立和終止連接。通過三次握手，發送方和接收方交換序列號、窗口大小等信息，確保雙方都準備好進行數據傳輸。在傳輸過程中，通過四次揮手正常終止連接，確保最后的數據能夠完整傳輸。

圖片

圖片

TCP客戶端和服務器在建立連接和斷開連接的過程中，會存在不同的狀態遷移變化。

圖片

建立連接時的狀態變遷：

1、建立連接之前服務器和客戶端的狀態都為CLOSED。

2、服務器創建socket后開始監聽，變為LISTEN狀態。

3、客戶端請求建立連接，向服務器發送SYN報文，客戶端的狀態變為SYN_SENT。

4、服務器收到客戶端的報文后，向客戶端發送ACK和SYN報文，此時服務器的狀態變為SYN_RCVD。

5、客戶端收到服務器的ACK和SYN報文，就向服務器發送ACK，客戶端狀態變為ESTABLISHED

6、服務器收到客戶端的ACK后也變為ESTABLISHED。

至此，3次握手完成，連接建立！

圖片

斷開連接時的狀態變遷（服務器也可以主動斷開連接，以客戶端主動斷開連接為例）：

1、客戶端先向服務器發送FIN報文，請求斷開連接，其狀態變為FIN_WAIT1。

2、服務器收到FIN后向客戶端發送ACK，服務器狀態變為CLOSE_WAIT。

3、客戶端收到ACK后就進入FIN_WAIT2狀態。此時連接已經斷開了一半了。

4、如果服務器還有數據要發送給客戶端，就會繼續發送。直到發完了，就發送FIN報文，此時服務器進入LAST_ACK狀態。

5、客戶端收到服務器的FIN后，馬上發送ACK給服務器，此時客戶端進入TIME_WAIT狀態，再過了2MSL長的時間后進入CLOSED狀態（MSL指的是報文最大生存時間）。

6、服務器收到客戶端的ACK就進入CLOSED狀態。

至此，四次揮手完成，連接結束！

圖片

斷開連接過程中，有兩點需要注意：

1、如果客戶端發送FIN報文后，在收到服務器的ACK之前先收到了服務器的FIN，此時客戶端回復ACK給服務器，狀態變為CLOSING狀態，等客戶端再收到服務器的ACK后，狀態變為TIME_WAIT狀態。

2、如果客戶端發送FIN報文后，收到了服務器同時帶有ACK和FIN標志的報文，可以直接進入到TIME_WAIT狀態，而無須經過FIN_WAIT_2狀態。

圖片