TCP/IP 协议
TCP/IP 协议体系结构与OSI 7 层模型的对应关系：
TCP/IP协议族按照层次由上到下，层层包装。
- 应用层：向用户提供一组常用的应用程序，比如电子邮件、文件传输访问、远程登录等。
- 传输层：为网络提供了流量控制,错误控制和确认服务。如：TCP和 UDP传输协议。
- 网络层：提供独立于硬件的逻辑寻址,实现物理地址与逻辑地址的转换。
- 网络接口层：主要是指物理层次的一些接口,比如电缆等。
TCP的连接方式
当应用程序希望通过 TCP 与另一个应用程序通信时，它会发送一个通信请求。这个请求必须被送到一个确切的地址。在双方“握手”之后，TCP 将在两个应用程序之间建立一个全双工 (full-duplex) 的通信。这里有必要说下三种通信方式。
单工通信（simplex）
单工通信只支持信号在一个方向上传输（正向或反向），任何时候不能改变信号的传输方向。如：计算机和打印机之间的通信是单工模式，因为只有计算机向打印机传输数据，而没有相反方向的数据传输。半双工通信（half-duplex）
半双工通信允许信号在两个方向上传输，但某一时刻只允许信号在一个信道上单向传输。因此，半双工通信实际上是一种可切换方向的单工通信。例如：传统的对讲机使用的就是半双工通信方式。由于对讲机传送及接收使用相同的频率，不允许同时进行。全双工（full-duplex）
全双工通信允许数据同时在两个方向上传输，即有两个信道，因此允许同时进行双向传输。全双工通信是两个单工通信方式的结合，要求收发双方都有独立的接收和发送能力。全双工通信效率高，控制简单，但造价高。计算机之间的通信是全双工方式。
TCP/IP
- 源端口号/目的端口号: 表示数据流转（源端口和源IP地址的作用是标识报文的返回地址）。
- 32位序列：seq序号，用来标识数据包，发起方发送数据时对此进行标记。
- 32位确认序号：Ack序号，只有ACK标志位为1时，确认序号字段才有效，Ack=Seq+1。
- 4位首部长度: 表示该tcp报头有多少个4字节(32个bit)
- 6位保留: 顾名思义, 先保留着, 以防万一
- 6位标志位（SYN、ACK、PSH、RST、URG、FIN）
URG: 标识紧急指针是否有效
SYN：请求建立连接
ACK： 标识确认序号是否有效
PSH: 用来提示接收端应用程序立刻将数据从tcp缓冲区读走
RST: 要求重新建立连接. 我们把含有RST标识的报文称为复位报文段
FIN：释放一个连接
需要注意的是：
（A）不要将确认序号Ack与标志位中的ACK搞混了。
（B）确认方Ack=发起方Seq+1，两端配对。
- 16位窗口大小：无需等待确认应答而可以继续发送数据的最大值。
- 16位校验和：发送端填充，CRC校验，接收端校验不通过，认为数据有问题。校验和包含TCP首部和TCP数据部分。
- 16位紧急指针：标识那部分数据是紧急数据
三次握手
1. 第一次握手：
- 客户端发送一个TCP标志位SYN=1（请求建立连接），Seq=J（随机会产生）；
2. 第二次握手：服务器端收到请求包后，将客户端的请求包SYN=1（seq=J）放入到自己的未连接队列，此时服务器需要发包给客户端：
- 确认自己收到其连接请求的确认包ACK=1、ack=J+1，向客户端表明已知道了其连接请求
- 向客户端发送连接请求包SYN=1、seq=K（随机会产生），询问客户端是否准备好建立连接，进行数据通信；
- 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包后，知道服务器同意建立连接；向服务器发送连接建立的确认包ACK=1、ack=K+1
为什么不能用两次握手进行连接？
- 答：主要为了防止“脏链接”。客户端在发送数据的过程中可能因网络问题数据丢失，客户端认为连接没有建立，会进行重传。假设每次发送的数据一直在丢失，客户端一直SYN，服务器就会产生多个无效连接，占用资源，这个时候服务器可能会挂掉。
SYN攻击：
- 在三次握手过程中，Server发送SYN-ACK之后，收到Client的ACK之前的TCP连接称为半连接（half-open connect），也就是创建大量的脏链接。
四次挥手
所谓四次挥手（Four-Way Wavehand）即终止TCP连接，就是指断开一个TCP连接时，需要客户端和服务端总共发送4个包以确认连接的断开。在socket编程中，这一过程由客户端或服务端任一方执行close来触发，整个流程如下图所示：
由于TCP连接时全双工的，因此，每个方向都必须要单独进行关闭，这一原则是当一方完成数据发送任务后，发送一个FIN来终止这一方向的连接，收到一个FIN只是意味着这一方向上没有数据流动了，即不会再收到数据了，但是在这个TCP连接上仍然能够发送数据，直到这一方向也发送了FIN。
为什么要四握手进行连接？
FIN =1 此时，客户端进入终止FIN-WAIT-1（终止等待1）状态。
服务器收到连接释放报文，发出确认报文，服务端就进入了CLOSE-WAIT（关闭等待）状态
客户端收到服务器的确认请求后，此时，客户端就进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待服务器发送连接释放报文。
服务器将最后的数据发送完毕后，就向客户端发送连接释放报文，服务器就进入了LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。
客户端收到服务器的连接释放报文后，必须发出确认，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态。注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2∗∗MSL（最长报文段寿命）的时间后，当客户端撤销相应的TCB后，才进入CLOSED状态。
服务器只要收到了客户端发出的确认，立即进入CLOSED状态。同样，撤销TCB后，就结束了这次的TCP连接。可以看到，服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。
- 被动方收到请求关闭以后，被动方关闭收通道，仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据，被动方也未必全部数据都发送给主动方了，所以被动方可以立即close，也可以发送一些数据给对方后，再发送FIN报文给主动方来表示同意现在关闭连接，因此，被动方ACK和FIN一般都会分开发送。
