访问域名的 IP 地址，User-Agent（一般是指浏览器）会以一个随机端口（1024 < 端口 < 65535）向服务器的 WEB 程序（常用的有 Apache（httpd）, nginx 等）80 端口发起 TCP 的连接请求。

这个连接请求（原始的 http 请求经过 TCP/IP 4 层模型的层层封包）到达服务器端后（这中间通过各种路由设备，局域网内除外）进入到网卡，然后是进入到内核的 TCP/IP 协议栈（用于识别该连接请求，解封包，一层一层的剥开），还有可能要经过 Netfilter 防火墙（属于内核的模块）的过滤，最终到达 WEB 程序，最终建立了 TCP/IP 的连接。

TCP / IP 协议介绍

TCP 作为一个传输层协议，是一个面向连接的字节流，为应用层提供端到端的传输服务。和 UDP 不同的是，TCP提供的是可靠的面向连接传输服务，并且提供了流量控制等功能。

应用层包括所有和应用程序协同工作，并利用基础网络交换应用程序的业务数据的协议。一些特定的程序被认为运行在这个层上，该层协议所提供的服务能直接支持用户应用。应用层协议包括HTTP（万维网服务）、FTP（文件传输）、SMTP（电子邮件）、SSH（安全远程登陆）、DNS（域名解析）以及其他协议。

TCP 头部格式说明

首先说下 TCP 的头部，TCP 头部是实现 TCP 协议的重要部分。

源端口号 （16 位）：数据包的发送方端口目标端口号 （16 位）：数据包的接收方端口序列号 seq（32 位）：在请求连接的时候操作系统会分配一个 32 位的数作为序列号，用来标识一个数据包在发送中的位置。确认应答号 ACK（32 位）：表示发送端中 seq 在 ACK 之前的所有字节都已经被接收方接收了，接收方下一个希望接收的 seq 是 ACK。

TCP为应用层数据中的每个字节都分配了一个 seq 号，TCP 就是利用 seq 来实现的可靠传输。TCP 中的 seq 指的是 TCP 数据包中应用层数据的第一个字节对应的序列号。

SYN = 1，代表这个数据包是客户端和服务器之间连接数据包。
ACK = 1，代表这个数据包是一个答复包，用于确认收到的数据包。
FIN = 1，说明这是一个单方面结束连接的数据包
RST = 1，说明TCP连接出现异常强制断开连接。

控制位：字段长位 8 位，每一位从左到右分别位 CWR、ECE、URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN；这就控制标识就叫做控制位。

TCP 三次握手流程

1. TCP 客户端进程先创建传输控制块 TCB，然后向服务器发出连接请求报文，这是报文首部中的同部位SYN=1，同时选择一个初始序列号 seq=x ，此时，TCP客户端进程进入了 SYN-SENT（同步已发送状态）状态。TCP 规定，SYN 报文段（SYN=1的报文段）不能携带数据，但需要消耗掉一个序号。

2. TCP 服务器收到请求报文后，如果同意连接，则发出确认报文。确认报文中应该 ACK=1，SYN=1，确认号是ack=x+1，同时也要为自己初始化一个序列号 seq=y，此时，TCP服务器进程进入了 SYN-RCVD（同步收到）状态。这个报文也不能携带数据，但是同样要消耗一个序号。

3. TCP 客户端进程收到确认后，还要向服务器给出确认。确认报文的 ACK=1，ack=y+1，自己的序列号seq=x+1，此时，TCP连接建立，客户端进入 ESTABLISHED（已建立连接）状态。TCP规定，ACK 报文段可以携带数据，但是如果不携带数据则不消耗序号。

4. 当服务器收到客户端的确认后也进入 ESTABLISHED 状态，此后双方就可以开始通信了。

为什么 TCP 客户端最后还要发送一次确认呢？

主要防止已经失效的连接请求报文突然又传送到了服务器，从而产生错误。

如果使用的是两次握手建立连接，假设有这样一种场景，客户端发送了第一个请求连接并且没有丢失，只是因为在网络结点中滞留的时间太长了，由于 TCP 的客户端迟迟没有收到确认报文，以为服务器没有收到，此时重新向服务器发送这条报文，此后客户端和服务器经过两次握手完成连接，传输数据，然后关闭连接。此时此前滞留的那一次请求连接，网络通畅了到达了服务器，这个报文本该是失效的，但是，两次握手的机制将会让客户端和服务器再次建立连接，这将导致不必要的错误和资源的浪费。

如果采用的是三次握手，就算是那一次失效的报文传送过来了，服务端接受到了那条失效报文并且回复了确认报文，但是客户端不会再次发出确认。由于服务器收不到确认，就知道客户端并没有请求连接。

TCP 四次挥手流程

数据传输完毕后，双方都可释放连接。最开始的时候，客户端和服务器都是处于ESTABLISHED状态，然后客户端主动关闭，服务器被动关闭。

1. 客户端进程发出连接释放报文，并且停止发送数据。释放数据报文首部，FIN=1，其序列号为seq=u（等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1），此时，客户端进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态。 TCP规定，FIN报文段即使不携带数据，也要消耗一个序号。

2. 服务器收到连接释放报文，发出确认报文，ACK=1，ack=u+1，并且带上自己的序列号seq=v，此时，服务端就进入了CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。TCP服务器通知高层的应用进程，客户端向服务器的方向就释放了，这时候处于半关闭状态，即客户端已经没有数据要发送了，但是服务器若发送数据，客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间，也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。

3. 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（在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据）。

4. 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，FIN=1，ack=u+1，由于在半关闭状态，服务器很可能又发送了一些数据，假定此时的序列号为seq=w，此时，服务器就进入了LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。

5. 客户端收到服务器的连接释放报文后，必须发出确认，ACK=1，ack=w+1，而自己的序列号是seq=u+1，此时，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。

6. 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。

为什么客户端最后还要等待2MSL？

MSL（Maximum Segment Lifetime），TCP允许不同的实现可以设置不同的MSL值。

第一，保证客户端发送的最后一个 ACK 报文能够到达服务器，因为这个 ACK 报文可能丢失，站在服务器的角度看来，我已经发送了 FIN+ACK 报文请求断开了，客户端还没有给我回应，应该是我发送的请求断开报文它没有收到，于是服务器又会重新发送一次，而客户端就能在这个 2MSL 时间段内收到这个重传的报文，接着给出回应报文，并且会重启 2MSL 计时器。

第二，防止类似与“三次握手”中提到了的“已经失效的连接请求报文段”出现在本连接中。客户端发送完最后一个确认报文后，在这个 2MSL 时间中，就可以使本连接持续的时间内所产生的所有报文段都从网络中消失。这样新的连接中不会出现旧连接的请求报文。

为什么建立连接是三次握手，关闭连接确是四次挥手呢？

建立连接的时候， 服务器在 LISTEN 状态下，收到建立连接请求的 SYN 报文后，把 ACK 和 SYN 放在一个报文里发送给客户端。

而关闭连接时，服务器收到对方的 FIN 报文时，仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据，而自己也未必全部数据都发送给对方了，所以己方可以立即关闭，也可以发送一些数据给对方后，再发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接，因此，己方 ACK 和 FIN 一般都会分开发送，从而导致多了一次。

如果已经建立了连接，但是客户端突然出现故障了怎么办？

TCP还设有一个保活计时器，显然，客户端如果出现故障，服务器不能一直等下去，白白浪费资源。服务器每收到一次客户端的请求后都会重新复位这个计时器，时间通常是设置为 2 小时，若两小时还没有收到客户端的任何数据，服务器就会发送一个探测报文段，以后每隔 75 秒发送一次。若一连发送 10 个探测报文仍然没反应，服务器就认为客户端出了故障，接着就关闭连接。

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