一、三次握手
客户端理解成一个人，服务器端理解成一个人，两个人要用电话通话:
----张三：你好，李四，我是张三 [syn] ,ip，端口
----李四：你好，张三，我是李四 [syn/ack]
----张三：你好，李四 [ack]
a)\客户端给服务器发送 了一个SYN标志位置位的无包体TCP数据包，SYN被置位，就表示发起TCP链接，协议就这么定
b)\服务器收到了这个SYN标志位置位的数据包，服务器给客户端返回一个SYN和ACK标志位都被置位的无包体TCP数据包，协议就这么定的；
c)\客户端收到服务器发送回来的数据包之后，再次发送ACK置位的数据包，服务器端收到这个数据包之后，客户端和服务器端的TCP链接就正式建立；
三次握手很大程度上是为了防止恶意的人坑害别人而引入的一种TCP连接验证机制；
问：就是说为什么是三次而不是两次？
答：
举例
网络诈骗：
----110：客户端 ，你就是服务器
----伪造来电：110
----TCP之所以要三次握手，原因可能很多，但不管多少 原因，都是为了确保数据稳定可靠的收发；
尽量减少伪造数据包对服务器的攻击
位码即tcp标志位，有6种标示：
SYN(synchronous建立联机) ACK(acknowledgement 确认) PSH(push传送) FIN(finish结束) RST(reset重置) URG(urgent紧急)Sequence number(顺序号码) Acknowledge number(确认号码)
举个例子：
第一次握手：主机A发送位码为syn＝1，随机产生seq number=1234567的数据包到服务器，主机B由SYN=1知道，A要求建立联机；
第二次握手：主机B收到请求后要确认联机信息，向A发送ack number=(主机A的seq+1)，syn=1，ack=1，随机产生seq=7654321的包；
第三次握手：主机A收到后检查ack number是否正确，即第一次发送的seq number+1，以及位码ack是否为1，若正确，主机A会再发送ack number=(主机B的seq+1)，ack=1，主机B收到后确认seq值与ack=1则连接建立成功。
二、四次挥手
1.主动关闭方开始关闭后，它的状态ESTABLISHED->FIN_WAIT1，此时主动关闭方的发送端将不再发送数据，即它的写端关闭了，但是读端是还在开启的，能够继续接收数据的。A->B,发完FIN包。
2.被动关闭方接收到A的FIN包后，ESTABLISHED->CLOSE_WAIT，它会将自己的接收端（读端）关闭，但是它的写端是开启的，所以被关闭方是可以继续在发数据出去的。
3.此时被动关闭方需要发送一个ACK包给主动关闭方，同时，被关闭方会通知应用程序，叫它把它里面还未发送完的数据（发送缓冲区的数据）发送完。
4.主动关闭方在接收到被动关闭方的ACK包后，FIN_WAIT1->FIN_WAIT2。在再回到被动关闭方上来，在发送缓冲区的数据被全部发送完之后，被动关闭方还会发送FIN的包给主动关闭方，并且会关闭自己的写端。此时，被动关闭方CLOSE_WAIT->LAST_ACK，在LAST_ACK状态中，被动关闭方会等待主动关闭方的ACK包。
5.主动关闭方收到被动关闭方发送的FIN包之后，会立即关闭自己的读端。状态从FIN_WAIT2->TIME_WAIT。此时主动关闭方还会回应被动关闭方等待的ACK包（4中最后说的）。被动关闭方收到ACK包，状态从LAST_ACK到CLOSED。
6.而主动关闭方在2msl时间之后，状态从TIME_WAIT到CLOSED。
7.可能在最后被动关闭方没有一次接收到主动关闭方的ACK包，那么被动关闭方会重复发FIN包，等待主动关闭方回应ACK包到来，才算真正的结束。
总结：
TCP状态转换图【11种状态】 是 针对“一个TCP连接【一个socket连接】”来说的；
----客户端： CLOSED ->SYN_SENT->ESTABLISHED【连接建立，可以进行数据收发】
----服务端： CLOSED ->LISTEN->【客户端来握手】SYN_RCVD->ESTABLISHED【连接建立，可以进行数据收发】
谁主动close连接，谁就会给对方发送一个FIN标志置位的一个数据包给对方；【服务器端发送FIN包给客户端】
----服务器主动关闭连接：ESTABLISHED->FIN_WAIT1->FIN_WAIT2->TIME_WAIT
----客户端被动关闭：ESTABLISHED->CLOSE_WAIT->LAST_ACK
TIME_WAIT：
现象：
具有TIME_WAIT状态的TCP连接，就好像一种残留的信息一样；当这种状态存在的时候，服务器程序退出并重新执行会失败，会提示：
----bind返回的值为-1,错误码为:98，错误信息为:Address already in use
所以，TIME_WAIT状态是一个让人不喜欢的状态；
----四次挥手，主动发起关闭的那一方，就会产生TIME_WAIT状态。
----连接处于TIME_WAIT状态是有时间限制的（1-4分钟之间） = 2 MSL【最长数据包生命周期】；
引入TIME_WAIT状态【并且处于这种状态的时间为1-4分钟】 的原因：
可靠的实现TCP全双工的终止
---- 如果客户端最后发送的ACK【应答】包因为某种原因丢失了，那么服务器一定会重新发送FIN，这样因为客户端有TIME_WAIT的存在，客户端会重新发送ACK包给服务器，
---- 但是 如果没有TIME_WAIT这个状态 ，那么无论服务器有没有收到ACK包，客户端都已经关闭连接了，此时服务器重新发送FIN，客户端给回的就不是ACK包，而是 RST【连接复位】包 ，从而没有完成正常的4次挥手，不友好，而且有可能造成数据包丢失；也就是说，TIME_WAIT有助于可靠的实现TCP全双工连接的终止；
FIN【四次挥手】，是个优雅的关闭标志，表示正常的TCP连接关闭；
反观RST标志： 连接复位包，出现这个标志的包一般都表示 异常关闭；如果发生了异常，一般都会导致丢失一些数据包；如果将来用 setsockopt(SO_LINGER)选项要是开启；发送的就是RST包，此时发送缓冲区的数据会被丢弃；RST是异常关闭，是粗暴关闭，不是正常的四次挥手关闭，所以如果你这么关闭tcp连接，那么主动关闭一方也不会进入TIME_WAIT；
解决TIME_WAIT状态引发的问题
SO_REUSEADDR：主要解决TIME_WAIT状态导致 bind()失败的问题；
函数setsockopt（SO_REUSEADDR）用在服务器端,socket()创建之后,bind()之前setsockopt(listenfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR, (const void *) &reuseaddr,sizeof(reuseaddr))
SO_REUSEADDR的能力：
（1）SO_REUSEADDR允许启动一个监听服务器并捆绑其端口，即使以前建立的将端口用作他们的本地端口的连接仍旧存在；【即便TIME_WAIT状态存在，服务器 bind()也能成功】**这里
（2）允许同一个端口上启动同一个服务器的多个实例，只要每个实例捆绑一个不同的本地IP地址即可；
（3）SO_REUSEADDR允许单个进程捆绑同一个端口到多个套接字，只要每次捆绑指定不同的本地IP地址即可；
（4）SO_REUSEADDR允许完全重复的绑定：当一个IP地址和端口已经绑定到某个套接字上时，如果传输协议支持，同样的IP地址和端口还可以绑定到另一个套接字上；一般来说本特性仅支持UDP套接字[TCP不行]；开两个TCP服务器失败。
****所有TCP服务器都应该指定本套接字选项，以防止当套接字处于TIME_WAIT时 bind()失败的情形出现；
