tcp是什么?
tcp(transmission control protocol 传输控制协议)是一种面向连接(连接导向)的、可靠的、 基于ip的传输层协议。tcp在ip报文的协议号是6。tcp是一个超级麻烦的协议，而它又是互联网的基础，也是每个程序员必备的基本功。首先来看看osi的七层模型:
我们需要知道tcp工作在网络osi的七层模型中的第四层——transport层，ip在第三层——network层，arp 在第二层——data link层;在第二层上的数据，我们把它叫frame，在第三层上的数据叫packet，第四层的数 据叫segment。 同时，我们需要简单的知道，数据从应用层发下来，会在每一层都会加上头部信息，进行 封装，然后再发送到数据接收端。这个基本的流程你需要知道，就是每个数据都会经过数据的封装和解封 装的过程。 在osi七层模型中，每一层的作用和对应的协议如下：
tcp是一个协议，那这个协议是如何定义的，它的数据格式是什么样子的呢?要进行更深层次的剖析，就 需要了解，甚至是熟记tcp协议中每个字段的含义。哦，来吧。
上面就是tcp协议头部的格式，由于它太重要了，是理解其它内容的基础，下面就将每个字段的信息都详 细的说明一下。
source port和destination port:分别占用16位，表示源端口号和目的端口号;用于区别主机中的不同进程， 而ip地址是用来区分不同的主机的，源端口号和目的端口号配合上ip首部中的源ip地址和目的ip地址就能唯一 的确定一个tcp连接;
sequence number:用来标识从tcp发端向tcp收端发送的数据字节流，它表示在这个报文段中的的第一个数据 字节在数据流中的序号;主要用来解决网络报乱序的问题;
acknowledgment number:32位确认序列号包含发送确认的一端所期望收到的下一个序号，因此，确认序号应 当是上次已成功收到数据字节序号加1。不过，只有当标志位中的ack标志(下面介绍)为1时该确认序列号的字 段才有效。主要用来解决不丢包的问题;
offset:给出首部中32 bit字的数目，需要这个值是因为任选字段的长度是可变的。这个字段占4bit(最多能 表示15个32bit的的字，即4*15=60个字节的首部长度)，因此tcp最多有60字节的首部。然而，没有任选字段， 正常的长度是20字节;
tcp flags:tcp首部中有6个标志比特，它们中的多个可同时被设置为1，主要是用于操控tcp的状态机的，依次 为urg，ack，psh，rst，syn，fin。每个标志位的意思如下：
urg：此标志表示tcp包的紧急指针域(后面马上就要说到)有效，用来保证tcp连接不被中断，并且督促 中间层设备要尽快处理这些数据;
ack：此标志表示应答域有效，就是说前面所说的tcp应答号将会包含在tcp数据包中;有两个取值：0和1， 为1的时候表示应答域有效，反之为0;
psh：这个标志位表示push操作。所谓push操作就是指在数据包到达接收端以后，立即传送给应用程序， 而不是在缓冲区中排队;
rst：这个标志表示连接复位请求。用来复位那些产生错误的连接，也被用来拒绝错误和非法的数据包;
syn：表示同步序号，用来建立连接。syn标志位和ack标志位搭配使用，当连接请求的时候，syn=1， ack=0;连接被响应的时候，syn=1，ack=1;这个标志的数据包经常被用来进行端口扫描。扫描者发送 一个只有syn的数据包，如果对方主机响应了一个数据包回来 ，就表明这台主机存在这个端口;但是由于这 种扫描方式只是进行tcp三次握手的第一次握手，因此这种扫描的成功表示被扫描的机器不很安全，一台安全 的主机将会强制要求一个连接严格的进行tcp的三次握手;
fin： 表示发送端已经达到数据末尾，也就是说双方的数据传送完成，没有数据可以传送了，发送fin标志 位的tcp数据包后，连接将被断开。这个标志的数据包也经常被用于进行端口扫描。
window:窗口大小，也就是有名的滑动窗口，用来进行流量控制;这是一个复杂的问题，这篇博文中并不会进行 总结的;
好了，基本知识都已经准备好了，开始下一段的征程吧。
三次握手又是什么?
tcp是面向连接的，无论哪一方向另一方发送数据之前，都必须先在双方之间建立一条连接。在tcp/ip协议中，tcp 协议提供可靠的连接服务，连接是通过三次握手进行初始化的。三次握手的目的是同步连接双方的序列号和确认号 并交换 tcp窗口大小信息。这就是面试中经常会被问到的tcp三次握手。只是了解tcp三次握手的 概念，对你获得一份工作是没有任何帮助的，你需要去了解tcp三次握手中的一些细节。先来看图说话。
多么清晰的一张图。
1.第一次握手：建立连接。客户端发送连接请求报文段，将syn位置为1，sequence number为x;然后，客户端进入syn_send状态，等待服务器的确认;
2.第二次握手：服务器收到syn报文段。服务器收到客户端的syn报文段，需要对这个syn报文段进行确认，设置acknowledgment number为x 1(sequence number 1);同时，自己自己还要发送syn请求信息，将syn位置为1，sequence number为y;服务器端将上述所有信息放到一个报文段(即syn ack报文段)中，一并发送给客户端，此时服务器进入syn_recv状态;
3.第三次握手：客户端收到服务器的syn ack报文段。然后将acknowledgment number设置为y 1，向服务器发送ack报文段，这个报文段发送完毕以后，客户端和服务器端都进入established状态，完成tcp三次握手。
完成了三次握手，客户端和服务器端就可以开始传送数据。以上就是tcp三次握手的总体介绍。
那四次分手呢?
当客户端和服务器通过三次握手建立了tcp连接以后，当数据传送完毕，肯定是要断开tcp连接的啊。那对于tcp的断开连接，这里就有了神秘的“四次分手”。
1.第一次分手：主机1(可以使客户端，也可以是服务器端)，设置sequence number和acknowledgment number，向主机2发送一个fin报文段;此时，主机1进入fin_wait_1状态;这表示主机1没有数据要发送给主机2了;
2.第二次分手：主机2收到了主机1发送的fin报文段，向主机1回一个ack报文段，acknowledgment number为sequence number加1;主机1进入fin_wait_2状态;主机2告诉主机1，我也没有数据要发送了，可以进行关闭连接了;
3.第三次分手：主机2向主机1发送fin报文段，请求关闭连接，同时主机2进入close_wait状态;
4.第四次分手：主机1收到主机2发送的fin报文段，向主机2发送ack报文段，然后主机1进入time_wait状态;主机2收到主机1的ack报文段以后，就关闭连接;此时，主机1等待2msl后依然没有收到回复，则证明server端已正常关闭，那好，主机1也可以关闭连接了。
至此，tcp的四次分手就这么愉快的完成了。当你看到这里，你的脑子里会有很多的疑问，很多的不懂，感觉很凌乱;没事，我们继续总结。
为什么要三次握手?
既然总结了tcp的三次握手，那为什么非要三次呢?怎么觉得两次就可以完成了。那tcp为什么非要进行三次连接呢?在谢希仁的《计算机网络》中是这样说的：
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。
在书中同时举了一个例子，如下：
"已失效的连接请求报文段”的产生在这样一种情况下：client发出的第一个连接请求报文段并没有丢失，而是在某个网络结点长时间的滞留了，以致延误到连接释放以后的某个时间才到达server。本来这是一个早已失效的报文段。但server收到此失效的连接请求报文段后，就误认为是client再次发出的一个新的连接请求。于是就向client发出确认报文段，同意建立连接。假设不采用“三次握手”，那么只要server发出确认，新的连接就建立了。由于现在client并没有发出建立连接的请求，因此不会理睬server的确认，也不会向server发送数据。但server却以为新的运输连接已经建立，并一直等待client发来数据。这样，server的很多资源就白白浪费掉了。采用“三次握手”的办法可以防止上述现象发生。例如刚才那种情况，client不会向server的确认发出确认。server由于收不到确认，就知道client并没有要求建立连接。"
这就很明白了，防止了服务器端的一直等待而浪费资源。
为什么要四次分手?
那四次分手又是为何呢?tcp协议是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的运输层通信协议。tcp是全双工 模式，这就意味着，当主机1发出fin报文段时，只是表示主机1已经没有数据要发送了，主机1告诉主机2， 它的数据已经全部发送完毕了;但是，这个时候主机1还是可以接受来自主机2的数据;当主机2返回ack报文 段时，表示它已经知道主机1没有数据发送了，但是主机2还是可以发送数据到主机1的;当主机2也发送了fin 报文段时，这个时候就表示主机2也没有数据要发送了，就会告诉主机1，我也没有数据要发送了，之后彼此 就会愉快的中断这次tcp连接。如果要正确的理解四次分手的原理，就需要了解四次分手过程中的状态变化。
fin_wait_1: 这个状态要好好解释一下，其实fin_wait_1和fin_wait_2状态的真正含义都是表示等 待对方的fin报文。而这两种状态的区别是：fin_wait_1状态实际上是当socket在established状态时， 它想主动关闭连接，向对方发送了fin报文，此时该socket即进入到fin_wait_1状态。而当对方回应ack报 文后，则进入到fin_wait_2状态，当然在实际的正常情况下，无论对方何种情况下，都应该马上回应ack 报文，所以fin_wait_1状态一般是比较难见到的，而fin_wait_2状态还有时常常可以用netstat看到。 (主动方)
fin_wait_2：上面已经详细解释了这种状态，实际上fin_wait_2状态下的socket，表示半连接，也即 有一方要求close连接，但另外还告诉对方，我暂时还有点数据需要传送给你(ack信息)，稍后再关闭连接。 (主动方)
close_wait：这种状态的含义其实是表示在等待关闭。怎么理解呢?当对方close一个socket后发送fin 报文给自己，你系统毫无疑问地会回应一个ack报文给对方，此时则进入到close_wait状态。接下来呢，实 际上你真正需要考虑的事情是察看你是否还有数据发送给对方，如果没有的话，那么你也就可以 close这个 socket，发送fin报文给对方，也即关闭连接。所以你在close_wait状态下，需要完成的事情是等待你去关 闭连接。(被动方)
last_ack: 这个状态还是比较容易好理解的，它是被动关闭一方在发送fin报文后，最后等待对方的ack报 文。当收到ack报文后，也即可以进入到closed可用状态了。(被动方)
time_wait: 表示收到了对方的fin报文，并发送出了ack报文，就等2msl后即可回到closed可用状态了。 如果finwait1状态下，收到了对方同时带fin标志和ack标志的报文时，可以直接进入到time_wait状态，而无 须经过fin_wait_2状态。(主动方)
closed: 表示连接中断。