TCP的三次握手本质上是通信双方交换彼此的序列号

一开始，客户端处于 closed 的状态，服务端处于 listen 的状态

• 第一次握手：客户端发送请求报文SYN，包含客户端的初始序列号ISN，请求发送后，客户端便进入 SYN-SENT 状态。
• 第二次握手：服务端接收到请求后，返回根据客户端的初始序列号生成的应答报文ACK(把客户端的 ISN + 1 作为ACK 的值)，以自己的 SYN 报文作为应答，和服务端的初始序列号ISN，发送完成后便进入 SYN-RECEIVED 状态。
• 第三次握手：客户端收到 SYN 报文之后，会发送一个 ACK 报文，当然，也是一样把服务器的 ISN + 1 作为 ACK 的值，表示已经收到了服务端的 SYN 报文，此时客户端处于 ESTABLISHED 状态。服务器收到 ACK 报文之后，也处于 ESTABLISHED 状态，此时，双方已建立起了连接。

两次握手的情况

• 一个「旧 SYN 报文」比「最新的 SYN 」 报文早到达了服务端；
• 那么此时服务端就会回一个 SYN + ACK 报文给客户端；
• 客户端收到后可以根据自身的上下文，判断这是一个历史连接（序列号过期或超时），那么客户端就会发送 RST 报文给服务端，表示中止这一次连接。

如果是两次握手连接，就不能判断当前连接是否是历史连接，为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端，因而产生错误，三次握手则可以在客户端（发送方）准备发送第三次报文时，客户端因有足够的上下文来判断当前连接是否是历史连接：

序列号是干嘛的

• TCP 协议的通信双方， 都必须维护一个「序列号」， 序列号是可靠传输的一个关键因素，它的作用：
• 接收方可以去除重复的数据；
• 接收方可以根据数据包的序列号按序接收；
• 可以标识发送出去的数据包中， 哪些是已经被对方收到的；
• 当客户端发送携带「初始序列号」的 SYN 报文的时候，需要服务端回一个 ACK 应答报文，表示客户端的 SYN 报文已被服务端成功接收，那当服务端发送「初始序列号」给客户端的时候，依然也要得到客户端的应答回应，这样一来一回，才能确保双方的初始序列号能被可靠的同步

那四次握手呢

• 四次握手其实也能够可靠的同步双方的初始化序号，但由于服务端发送请求连接报文和确认应答报文可以优化成一步，所以就成了「三次握手」。

• 而两次握手只保证了一方的初始序列号能被对方成功接收，没办法保证双方的初始序列号都能被确认接收

四次挥手的过程

• 客户端发送一个 FIN，用来关闭客户端到服务器的数据传送；发送连接释放请求。
• 服务器收到这个 FIN，它发回一个 ACK，确认序号为收到的序号加 1。和 SYN 一样，一个 FIN 将占用一个序号；
• 服务器关闭与客户端的连接，发送一个FIN给客户端；
• 客户端发回 ACK 报文确认，并将确认序号设置为收到序号加 1。

为什么建立连接是三次握手，而关闭连接却是四次挥手呢？

• 建立连接时，因为服务端在 LISTEN 状态下，收到建立连接请求的 SYN 报文后，把 ACK 和 SYN 放在一个报文里发送给客户端。

• 而关闭连接时，当收到对方的 FIN 报文时，仅表示对方不再发送数据但还能接收收据，我们也未必把全部数据都发给了对方，所以我们可以立即 close，也可以发送一些数据给对方后，再发送 FIN 报文给对方表示同意关闭连接。因此我们的 ACK 和 FIN 一般会分开发送。

TCP 协议如何保证可靠传输

TCP协议保证数据传输可靠性的方式主要有：

• 校验和： TCP 将保持它首部和数据的检验和。这是一个端到端的检验和，目的是检测数据在传输过程中的任何变化。如果收到段的检验和有差错，TCP 将丢弃这个报文段和不确认收到此报文段。
• 确认应答+序列号（累计确认+seq）。接收方收到报文就会确认（累积确认：对所有按序接收的数据的确认），TCP 给发送的每一个包进行编号，接收方对数据包进行排序，把有序数据传送给应用层。TCP 的接收端会丢弃重复的数据。
• 流量控制： TCP 连接的每一方都有固定大小的缓冲空间，TCP的接收端只允许发送端发送接收端缓冲区能接纳的数据。当接收方来不及处理发送方的数据，能提示发送方降低发送的速率，防止包丢失。TCP 使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。 （TCP 利用滑动窗口实现流量控制）
• 拥塞控制： 当网络拥塞时，减少数据的发送。 停止等待协议 也是为了实现可靠传输的，它的基本原理就是每发完一个分组就停止发送，等待对方确认。在收到确认后再发下一个分组。
• 超时重传： 当 TCP 发出一个段后，它启动一个定时器，等待目的端确认收到这个报文段。如果不能及时收到一个确认，将重发这个报文段。

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