1.运输层：TCP的运输连接管理

笔记来源：
湖科大教书匠：TCP的连接建立
湖科大教书匠：TCP的连接释放

声明：该学习笔记来自湖科大教书匠，笔记仅做学习参考

TCP是面向连接的协议，它基于运输连接来传送TCP报文段

TCP运输连接的建立和释放是每一次面向连接的通信中必不可少的过程

TCP的运输连接管理就是使运输连接的建立和释放都能正常地进行

1.1 TCP的连接建立

TCP的连接建立要解决的三个问题

使TCP双方能够确知对方的存在；
使TCP双方能够协商一些参数（如最大窗口值、是否使用窗口扩大选项和时间戳选项以及服务质量等）
使TCP双方能够对运输实体资源（如缓存大小、连接表中的项目等）进行分配。

TCP使用“三报文握手”建立连接

最初TCP客户端和服务器端均处于关闭状态
服务器进程首先建立传输控制块，用来存储TCP连接中的重要信息
建立好传输控制块后，服务器准备接受客户的连接请求，服务器进入监听状态（被动等待客户连接请求，即被动打开连接）

客户端建立传输控制块

传输控制块建立好后，发送TCP连接请求（主动发起请求，即主动打开连接）
SYN=1表明这是一个TCP连接请求报文段（这种报文段不能携带数据）
seq=x 报文段初始序号

服务器端接收到请求报文段后，发送针对TCP连接请求的确认报文段
报文段中的同步位SYN=1、确认位ACK=1表明这是一个TCP连接请求确认报文段（这种报文段不能携带数据）
报文段的数据载荷序号 seq=y
报文段的确认序号 ack=x+1 是对初始序号x的确认

客户端接收到确认报文段后发送确认信息并进入连接已建立状态

服务器端收到确认信息后进入连接已建立状态

如果采用两报文握手，可能会造成服务器一直处于连接已建立状态，而客户端却没有发起TCP连接请求，导致服务器被占用却不用的情况
三报文握手中发送针对TCP连接请求确认的确认不是多余的，它是为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了TCP服务器，因而导致错误。

1.2 TCP的连接释放

TCP通过“四报文挥手”来释放连接
TCP客户端主动关闭连接

客户端发送TCP连接释放报文段
该报文段中的终止位FIN=1、确认位ACK=1表明这是TCP连接释放报文段
报文段序号 seq=u，报文段确认序号ack=v

服务器端收到释放报文段后，发送普通确认报文段
该报文段中确认位ACK=1表明这是普通TCP确认报文段
报文段的数据载荷序号 seq=v
报文段的确认序号 ack=u+1 是对序号u的确认

通知服务器端服务进程通知其应用进程断开连接，此时客户端 -> 服务器端这个方向的连接释放，但客户端 <- 服务器端这个方向的连接并没有释放，若此时仍有数据要传输给客户端，是可以进行传输的

报文段中的终止位FIN=1，确认位ACK=1表明这是一个TCP连接释放报文段
报文段的数据载荷序号 seq=w
报文段确认序号 ack=u+1