TCP协议的作用
TCP协议是互联网协议中传输层的一种实现，是IP协议的上层协议，是应用层协议的下层协议。它保证了数据在不可靠信道中的可靠传输
以太网协议规定了电子信号如何组成数据包（packet），通过设备网卡的MAC地址和广播（即一个子网络中的所有设备都能收到），实现了把数据从A设备发送到同一个局域网中的设备B。
但是以太网协议只能让数据在同一个局域网中传输，而不同的局域网的数据传输交给了IP协议。IP协议定义了一套规则，也就是IP地址，它实现了路由功能，允许某个局域网的 A 设备，向另一个局域网的 B 设备发送消息。
IP协议不能保证数据的完整性，如果发生了丢包，就需要知道是丢的是哪一个包，并进行重新发送，这就要依靠TCP协议了
TCP协议主要是保证数据传输的可靠性和完整性，防止丢包
TCP标头
源端口和目标端口
因为TCP协议数据传输层协议，传输层协议解决的是程序和程序（即端口和端口）间的数据传输，所以必须有发送方的端口号和接收方的端口号
序号（squence number-->sq）
TCP发送一个包的大小限制是1400字节，如果数据很大就必须分成多个包。
TCP协议会为每一个包编号（squence number），以便接受方按照顺序还原，如果发生了丢包，也能知道丢的是哪一个包
第一个包的编号是随机生成的，通过第一个包的编号和数据长度就能算出下一个包的编号是多少。
比如第一个包的编号是100，数据长度是100，就可以推算出下一个包的编号是200，接收方在收到多个包后就知道按照什么顺序把它们还原成原始数据
确认号（ackonledge number-->ack）
即期望收到对方下一个包的编号
比如，客户端发送的包编号是100，数据长度为100。服务端收到这个包后，就能推算出下一个包（如果还有下一个包的话）的编号是200，也就是期待的下一个包的编号是然后就把ack设置为200
TCP状态位
- ACK 确认状态。只有ACK=1时，确认号才有效
- SYN 链接状态。在连接阶段使用，请求连接时，SYN=1，ACK=0，确认连接时，SYN=1，ACK=1
- FIN 释放状态。在释放阶段使用，请求释放时，FIN=1，ACK=0，确认释放时，FIN=1，ACK=1
TCP三次握手
第一次握手
主机1主动请求建立TCP连接，这次发送一般不携带数据，标头中SYN=1，sq=x，进入SYN-SENT状态，表示发送了SYN信号，等待主机2的确认
第二次握手
主机2收到连接请求后，回复确认信息，标头中SYN=1，ACK=1，ack=x+1,sq=y，进入SYN-RCVD状态
第三次握手
主机1收到主机2的确认报文后，发送最后的确认信息，标头ACK=1，ack=y+1，sq=z，进入ESTAB-LISHED状态，正式建立连接
为什么需要三次握手才能建立TCP链接
需要最后一次确认，是为了防止已经失效的连接请求报文突然又传到服务端，引起错误。试想这样一种情况，client发送的请求报文在网络中滞留了很长的时间，以至于client都认为该报文已经失。然而server收到这个已经失效的连接请求报文后，误认为是client发送的新的连接请求，于是就向client发送确认报文，表示同意建立连接。假如不采用三次握手，service发送确认报文后，TCP连接就建立了，但是当前client并没有发送连接请求，就不会理睬server的确认，也不会发送任何数据，而server确认为连接已经建立，就一直等待client发来数据，这样server就会白白浪费资源。
但是采用三次握手的话就可以避免这种情况，因为client不会回复一个失效的请求，所以不会给server发送确认报文，server收不到确认报文也就不会建立连接
TCP四次挥手
第一次挥手
主机1发送报文主动请求断开TCP连接，标头中FIN=1，seq=x，主机1进入FIN-WAIT1状态，表示没有数据要发送给主机2了
第二次挥手
主机2收到主机1的请求断开报文后，回复确认信息ACK=1，ack=x+1，seq=y，主机2进入CLOSE-WAIT状态。表示我同意你的断开请求，但是我可能还有数据需要给你，需要等待数据传输完毕。
第三次挥手
当主机2的所有数据传完，没有数据需要给主机1后。发送确认断开连接报文，FIN=1，ACK=1，ack=x+1，sq=z，主机2进入LAST-ACK状态，表示我已经准备好关闭连接了，只等最后一次确认。
第四次挥手
主机1收到收到主机2的FIN报文后，发送最后的确认报文，ACK=1，ack=z+1，sq=x+1。主机1进入FIN-WAIT2状态，表示自己也已经准备好关闭连接了，但是还需要一些收尾工作
当主机2收到主机1最后的确认报文后，进入CLOSE状态，正式断开连接。而主机1在等待2MSL后，如果没有收到主机2的任何消息，说明主机2已经关闭，主机1也正式断开连接。
为什么挥手需要4次
因为client和server是双向工作的，当server收到client的FIN报文后马上回复确认消息，但是仅仅是表示server知道client没有数据了，但是server可能还有数据需要传给client，所以为了保证数据的完整性，需要等待数据全部传完后，再发送FIN确认消息。
为什么还需要等待2MSL（maximum segment life）
MSL 是Maximum Segment Lifetime英文的缩写，中文可以译为“报文最大生存时间”，他是任何报文在网络上存在的最长时间，超过这个时间报文将被丢弃。
因为B端只有在收到最后一个ACK确认后，才会关闭TCP连接。如果没有收到会重传FIN，知道收到这个ACK。而A端等待2MSL就是为了在最后一个ACK丢失的情况下，能够收到B端重传的FIN，并重发ACK。
