TCP三次握手和Time-Wait状态

• 第一次握手：建立连接时，客户端发送syn包和一个随机序列号seq=x到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器进行确认。（syn，同 步序列编号）。
• 第二次握手，服务器收到syn包，必须确认客户的SYN，然后服务器发送一个ACK=1, SYN=1, seq=y的随机数和ack=x+1的确认数的包发送回去。
• 第三次握手是客户端收到服务器端的SYN+ACK包，然后向服务器端发送确认包 ack=y+1, seq=x+1, ACK=1,客户端和服务器端进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。具体图示如下(ACK表示首部中的ACK位置1，ack表示首部中确认序号字段的值)：

这里多说一点，既然提到了连接时的三次握手，就顺便把断开连接时的四次挥手也复习一下。

• 首先客户端主动发送Fin=1，seq=u，它等于前面已传 送过去的最后一个字节的序号加1.这时A进入FIN-WAIT-1状态，等待B的确认。
• B收到连接后立即发出确认，确认号是ack=u+1，而这个报文段 自己的序号是v，等于B前面已传送过的数据的最后一个字节的序号加1.然后B即进入CLOSE-WAIT状态。因而A到B的这个链接现在已经断开了，这时 的TCP连接处于半关闭状态，即A已经没有数据需要发送了。但B若发送数据，A还是要接受的。A收到来自B的确认之后就进入了FIN-WAIT-2状态等 待B发出连接释放报文段。
• 若B已经没有要向A发送数据，其应用进程就通知TCP释放连接。这时B发出的连接释放报文段必须使用FIN=1.现在假定B的序 号为w，B还必须重复上次已发送过的确认号ack=u+1.这时B就进入了LAST-ACK状态，等待A确认。
• A在收到B的连接释放之后必须对此发出确 认。在确认号中把ACK置1，确认号ack=w+1,而自己的序号是seq=u+1。接着A进入TIME-WAIT状态。为了保证B可以收到确认释放报文段。如下图：

是不是所有执行主动关闭的socket都会进入TIME_WAIT状态呢？
有没有什么情况使主动关闭的socket直接进入CLOSED状态呢？

主动关闭的一方在发送最后一个 ack 后
就会进入 TIME_WAIT 状态 停留2MSL（max segment lifetime）时间
这个是TCP/IP必不可少的，也就是“解决”不了的。也就是TCP/IP设计者本来是这么设计的

主要有两个原因:

1. 防止上一次连接中的包，迷路后重新出现，影响新连接
   （经过2MSL，上一次连接中所有的重复包都会消失）
2. 可靠的关闭TCP连接
   在主动关闭方发送的最后一个 ack(fin) ，有可能丢失，这时被动方会重新发
   fin, 如果这时主动方处于 CLOSED 状态 ，就会响应 rst 而不是 ack。所以
   主动方要处于 TIME_WAIT 状态，而不能是 CLOSED 。