ISN交换是通过SYN片段实现的。SYN片段由头部的SYN位表明，它的序号为发送方的ISN。该片段由连接的一方首先发给给另一方，我们将发送SYN的一方称为客户(client)，而接收SYN的一方称为服务器(server)。我们使用ISN(c)表示client一方的ISN，使用ISN(s)表示server一方的ISN。随后，接收到SYN的server需要回复ACK，并发送出包含有server的ISN的SYN片段。下图为建立连接的过程，也就是经典的TCP三次握手(three-way handshaking)。两条竖直线分别为client和server的时间轴。每个箭头代表了一次TCP片段的单向传输。
青色为纯粹的ACK片段。整个过程的本质是双方互发含有自己的ISN的SYN片段。根据TCP传输的规则，接收到ISN的一方需要回复ACK，所以共计四片信息在建立连接过程中传输。之所以是三次握手 (而不是四次)，是因为server将发送SYN和回复ACK合并到一个TCP片段中。我们以client方为例。client知道自己的ISN(也就是ISN(c))。建立连接之后，它也知道了对方的ISN(s)。此后，如果需要发送文本流片段，则编号为ISN(c) + 1, ISN(c) + 2 ...。如果接收文本流片段，则期待接收ISN(s) + 1, ISN(s) + 2 ...。
连接建立之后，连接的双方就可以按照TCP传输的方式相互发送文本流了。
连接的正常终结
一个连接建立之后，连接两端的进程可以利用该连接进行通信。当连接的一方觉得“我讲完了”，它可以终结连接中发送到对方方向的通信。连接最终通过四次握手(four-way handshaking)的方式终结，连接终结使用的是特殊片段FIN(FIN位为1的片段)。
我们可以看到，连接终结的过程中，连接双方也交换了四片信息(两个FIN和两个ACK)。在终结连接的过程中，TCP并没有合并FIN与ACK片段。原因是TCP连接允许单向关闭(half-close)。也就是说，TCP连接关闭了一个方向的传输，成为一个单向连接(half-duplex)。第二个箭头和第三个箭头传递必须分开，才能有空隙在开放的方向上继续传输。如果第二个箭头和第三个箭头合并在一起，那么，随着一方关闭，另一方也要被迫关闭。
第二和第三次握手之间，server可以继续单向的发送片段给client，但client不能发送数据片段给server。
(上面的终结从client先发起，TCP连接终结也可以从server先发起。)
在Client发送出最后的ACK回复，但该ACK可能丢失。Server如果没有收到ACK，将不断重复发送FIN片段。所以Client不能立即关闭，它必须确认Server接收到了该ACK。Client会在发送出ACK之后进入到TIME_WAIT状态。Client会设置一个计时器，等待2MSL的时间。如果在该时间内再次收到FIN，那么Client会重发ACK并再次等待2MSL。所谓的2MSL是两倍的MSL(Maximum Segment Lifetime)。MSL指一个片段在网络中最大的存活时间，2MSL就是一个发送和一个回复所需的最大时间。如果直到2MSL，Client都没有再次收到FIN，那么Client推断ACK已经被成功接收，则结束TCP连接。
TIME_WAIT State
总结
TCP是连接导向的协议，与之对应的是像UDP这样的非连接导向的协议。连接能带来更好的传输控制，但也需要更多额外的工作，比如连接的建立和终结。
我们还初步了解了TCP的头部格式。应该注意到，许多时候我们将ACK片段“附着”在其他片段上。相对于纯粹的ACK片段，我们这样做节约了ACK所需的流量。事实上，由于ACK片段所需的ACK位和acknowledge number区域总是存在于TCP的头部，所以附着ACK片段的成本基本上等于0。
【编辑推荐】
联系客服
