理解TCP三次握手、四次挥手过程及TIME_WAIT状态产生和其原因

TCP三次握手、四次挥手及阶段状态

上图中有几个字段需要重点介绍下：
（1）序号：Seq序号，占32位，用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流，发起方发送数据时对此进行标记。
（2）确认序号：Ack序号，占32位，只有ACK标志位为1时，确认序号字段才有效，Ack=Seq+1。
（3）标志位：共6个，即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等，具体含义如下：
（A）URG：紧急指针（urgent pointer）有效。
（B）ACK：确认序号有效。
（C）PSH：接收方应该尽快将这个报文交给应用层。
（D）RST：重置连接。
（E）SYN：发起一个新连接。
（F）FIN：释放一个连接。
需要注意的是：
（A）不要将确认序号Ack与标志位中的ACK搞混了。
（B）确认方Ack=发起方Req+1，两端配对。 （大写ACK表示报文中的一个标志位）

TIME_WAIT状态产生:
Client发送最后一个ACK，进入TIME_WAIT状态。此状态持续2MSL时间后，返回Closed状态，即TCP连接彻底断开。在TIME_WAIT的2MSL时间内，不能基于此连接的四元组client_ip、client_port、server_ip、server_ip重新创建新的TCP连接。 MSL:任何IP数据包能够在因特网中存活的最长时间。RFC 1122中的建议值是2min，不过源自Berkeley的实现传统上改为30s。

TIME_WAIT状态存在的原因：
1.保证TCP全双工连接的可靠释放：四次挥手client最后一个ACK可能丢失，那么server必须重发FIN，在该FIN到达之前，client必须维护连接状态2MSL，这样才能保证client能够收到server重发的FIN，后client重发ACK后，经过2MSL时间周期没有再收到另一方的FIN之后，该TCP连接才能恢复初始的CLOSED状态。
2.允许老的重复分节在网络中消逝 ：如果在TCP连接中缺少维护TIME_WAIT状态这一操作，我们在关闭TCP1连接后，立刻基于TCP1四元组建立新的连接TCP2（TCP2称为TCP1的化身），TCP协议栈并不能区分TCP1和TCP2的区别，那么TCP1的数据就可能被TCP2处理，显然这样是错误的，因此维持TIME_WAIT状态2MSL时间，足够让TCP1上的重复分解在网络中消逝。
全双工：
a.单工：单方向的数据传输。
b.半双工：允许数据在两个方向传输，但是某一时刻只允许单方向的数据传输。
c.全双工：允许双向通信，某一时刻可以同时接收和发送数据。