TCP

三次握手

tcp三次握手目的是确认双方的初始序列号（ISN，Initial Sequence Number）。

序列号按字节累加。其作用是：

1. 数据包排序：序列号使接收方能够重新排序因网络拥塞、重传等原因而乱序到达的数据包，确保数据可以按正确的顺序被处理和重组。
2. 数据完整性：通过检查序列号，接收方可以发现丢失的数据包，从而请求重传丢失的数据，确保数据的完整性。
3. 避免旧连接的数据干扰：使用唯一的初始序列号可以防止来自旧连接（具有相同源和目的IP地址及端口的连接）的延迟数据包被错误地认为是新连接中的数据。

四次挥手

tcp四次挥手：因为tcp是双向传输数据的信道，所以需要发四次消息关闭双方各自的信道。

需要注意的是，主动发起关闭的一方（可以是客户端可以是服务端）最后会处于一段时间的TIME_WAIT状态，时长为2MSL（最大报文段生存时间的两倍）。linux中一般默认TIME_WAIT状态的持续时间是2分钟。

这个持续时间很长，如果服务端程序有问题，频繁关闭客户端的tcp连接。而客户端又会尝试重新建立新的连接。如此循环往复，会导致服务器上存在大量处于TIME_WAIT状态的tcp连接。在linux中每个tcp连接都会占用一个文件描述符，而每个进程都会有一个文件描述符上限，一般默认为65535个。如果达到这个上限就会报错，且无法创建新的tcp连接。

如果客户端频繁建立和关闭tcp连接（大量使用短连接），则最有可能由于端口耗尽而无法创建新的tcp连接。

tcp报文格式

 0                   1                   2                   3   
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|          Source Port          |       Destination Port        |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                        Sequence Number                        |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                    Acknowledgment Number                      |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|  Data |           |U|A|P|R|S|F|                               |
| Offset| Reserved  |R|C|S|S|Y|I|            Window             |
|       |           |G|K|H|T|N|N|                               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|           Checksum            |         Urgent Pointer        |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                    Options                    |    Padding    |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                             data                              |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+