TCP建立链接的过程需要经历三次握手，TCP断开连接的过程需要四次挥手
一、TCP是传输层协议，对应OSI网络模型的第四层传输层。特点如下：
- TCP协议是基于连接的，也就是传输数据前需要先建立好链接，然后再进行传输。
- TCP链接一旦建立，就可以在链接上进行双向的通信。
- TCP的传输是基于字节流而不是报文，将数据按字节大小进行编号，接收端通过ACK来确认收到的数据编号，通过这种机制，TCP协议能够保证接收数据的有序性和完整性，因此TCP能够提供可靠性传输。
- TCP还能提供流量控制的能力，通过滑动窗口来控制数据的发送速率。滑动窗口的本质是动态缓冲区，接收端根据自己的处理能力，在TCP的Header中动态调整窗口的大小，通过ACK应答包通知给发送端，发送端根据窗口大小调整发送的速度。
- 仅仅有了流量控制能力还不够，TCP协议还考虑了网络问题可能会导致大量重传，进而导致网络情况进一步恶化，因此TCP协议还提供拥塞控制。TCP处理拥塞控制主要用到了慢启动、拥塞避免、拥塞发生、快速恢复四个算法。
二、详解三次握手建立链接
TCP是基于链接的，所以在传输数据前需要先建立链接，TCP在传输上是双工传输，不区分Client端和Server端，为了便于理解，我们将主动发起建链请求的的那端称为Client端，把被动建立链接的一端称作Server端。****
首先建立链接前需要Server端先监听端口，因此Server端建立链接前的初始状态就是LISTEN状态，这时Client端准备建立链接，先发送一个SYN同步包，发送完同步包后，Client端的链接状态变成了 SYN_SENT 状态。Server 端收到 SYN 后，同意建立链接，会向 Client 端回复一个 ACK。
由 于 TCP 是 双 工 传 输 ， Server 端 也 会 同 时 向 Client 端 发 送 一 个 SYN ， 申 请 Server 向 Client 方向建立链接。发送完 ACK 和 SYN 后，Server 端的链接状态就变成了 SYN_RCVD。
Client 收到 Server 的 ACK 后，Client 端的链接状态就变成了 ESTABLISHED 状态。同时，Client 向 Server 端发送 ACK，回复 Server 端的 SYN 请求。
Server 端收到 Client 端的 ACK 后，Server 端的链接状态也就变成了的 ESTABLISHED 状态，此时建连完成，双方随时可以进行数据传输。
大家想必都听过SYN泛洪攻击，这个是发生在服务端收到Client的SYN请求后，发送了ACK和SYN，但是Client端不进行回复。导致Server端大量的链接处于SYN_RCVD状态，进而影响其他正常请求的建连。
那么如何防范这种攻击呢？
1、修改等待数
sysctl -w net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=2048
2、启用syncookies
sysctl -w net.ipv4.tcp_syncookies=1
3、修改重试次数
sysctl -w net.ipv4.tcp_syn_retries = 0
重传次数设置为0，只要收不到客户端的响应，立即丢弃该连接，默认设置为5次
4、限制单IP并发数
使用iptables限制单个地址的并发连接数量：
iptables -t filter -A INPUT -p tcp --dport 80 --tcp-flags FIN,SYN,RST,ACK SYN -m connlimit --connlimit-above 10 --connlimit-mask 32 -j REJECT
5、限制C类子网并发数
使用iptables限制单个c类子网的并发链接数量：
iptables -t filter -A INPUT -p tcp --dport 80 --tcp-flags FIN,SYN,RST,ACK SYN -m connlimit --connlimit-above 10 --connlimit-mask 24 -j REJECT
6、限制单位时间内连接数
设置如下：
iptables -t filter -A INPUT -p tcp --dport 80 -m --state --syn -m recent --set iptables -t filter -A INPUT -p tcp --dport 80 -m --state --syn -m recent --update --seconds 60 --hitcount 30 -j DROP
7、修改modprobe.conf
为了取得更好的效果，需要修改/etc/modprobe.conf
options ipt_recent ip_list_tot=1000 ip_pkt_list_tot=60
作用：记录10000个地址，每个地址60个包，ip_list_tot最大为8100,超过这个数值会导致iptables错误
8、限制单个地址最大连接数
iptables -I INPUT -p tcp --dport 80 -m connlimit --connlimit-above 50 -j D
三、详解四次握手断开链接
TCP 链接的关闭，通信双方都可以先发起，我们暂且把先发起的一方看作 Client，从图中 看出，通信中 Client 和 Server 两端的链接都是 ESTABLISHED 状态，然后 Client 先主动 发起了关闭链接请求，Client 向 Server 发送了一个 FIN 包，表示 Client 端已经没有数据要发送了，然后 Client 进入了 FIN_WAIT_1 状态。
Server 端收到 FIN 后，返回 ACK，然后进入 CLOSE_WAIT 状态。此时 Server 属于半关 闭状态，因为此时 Client 向 Server 方向已经不会发送数据了，可是 Server 向 Client 端可能还有数据要发送。
当 Server 端数据发送完毕后，Server 端会向 Client 端发送 FIN，表示 Server 端也没有数 据要发送了，此时 Server 进入 LAST_ACK 状态，就等待 Client 的应答就可以关闭链接了。
Client 端 收 到 Server 端 的 FIN 后 ， 回 复 ACK ， 然 后 进 入 TIME_WAIT 状 态 。TIME_WAIT 状态下需要等待 2 倍的最大报文段生存时间，来保证链接的可靠关闭，之后才会进入 CLOSED 关闭状态。而 Server 端收到 ACK 后直接就进入 CLOSED 状态。
疑问1：问为什么需要等待 2 倍最大报文段生存时间之后再关闭链接？
原因是：
- 保证 TCP 协议的全双工连接能够可靠关闭；
- 保证这次连接的重复数据段从网络中消失，防止端口被重用时可能产生数据混淆。
疑问2：为啥建立链接需要3次，断开链接需要4次？
原因：
从这个交互流程可以看出，无论是建连还是断链，都是需要在两个方向上进行，只不过建连时，Server 端的 SYN 和 ACK 合并为一次发送，而断链时，两个方向上数据发送停止的时 间可能不同，所以不能合并发送 FIN 和 ACK。这就是建连三次握手而断链需要四次的原因。