TCP三次握手四次挥手

三次握手都做什么？
三次握手 建立起 TCP连接 的 reliable，分配初始序列号和资源，在相互确认之后开始数据的传输。有 主动打开(一般是client) 和 被动打开(一般是server)。
TCP使用3次握手建立一条连接，该握手初始化了传输可靠性以及数据顺序性必要的信息，这些信息包括两个方向的初始序列号，确认号由初始序列号生成，使用3次握手是因为3次握手已经准备好了传输可靠性以及数据顺序性所必要的信息，该握手的第3次实际上并不是需要单独传输的，完全可以和数据一起传输。详细过程如下所示：

第一步，Client会进入SYN_SENT状态，并发送Syn 消息给Server端，SYN标志位在此场景下被设置为1，同时会带上Client这端分配好的Seq号，这个序列号是一个U32的整型数，该数值的分配是根据时间产生的一个随机值，通常情况下每间隔4ms会加1。除此之外还会带一个MSS，也就是最大报文段长度，表示Tcp传往另一端的最大数据块的长度。

第二步，Server端在收到，Syn消息之后，会进入SYN_RCVD状态，同时返回Ack消息给Client，用来通知Client，Server端已经收到SYN消息并通过了确认。这一步Server端包含两部分内容，一部分是回复Client的Syn消息，其中ACK=1，Seq号设置为Client的Syn消息的Seq数值+1；另一部分是主动发送Sever端的Syn消息给Client，Seq号码是Server端上面对应的序列号，当然Syn标志位也会设置成1，MSS表示的是Server这一端的最大数据块长度。

第三步，Client在收到第二步消息之后，首先会将Client端的状态从SYN_SENT变换成ESTABLISHED,此时Client发消息给Server端，这个方向的通道已经建立成功，Client可以发送消息给Server端了，Server端也可以成功收到这些消息。其次，Client端需要回复ACK消息给Server端，消息包含ACK状态被设置为1，Seq号码被设置成Server端的序列号+1。（备注：这一步往往会与Client主动发起的数据消息，合并到一起发送给Server端。）
第四步，Server端在收到这个Ack消息之后，会进入ESTABLISHED状态，到此时刻Server发向Client的通道连接建立成功，Server可以发送数据给Client，TCP的全双工连接建立完成。

为什么需要三次握手？
TCP的连接因为是全双工的，也就是Client和Server两端，发送消息两个方向的连接都要建立成功。如果要保证双向连接都成功的话，三次通信是最少的次数了。大于三次的话，后面的次数通信就没有必要了，是在浪费资源。

二次的话，会怎么样，可不可以呢？答案是不可以，我们来看下，下面的场景。
在谈论这个之前，我们先要知道TCP是基于IP协议的，而IP协议是有路由的，IP协议不能够保证先发送的数据先到达，这当中依赖于IP协议底层的网络质量，以及Client与Server之间的路由跳数。
Client在发送完Syn消息1，这里称作Syn1之后，假设因为网络原因，Syn1并没有到达Server端，这个时候Client端已经超时，Client之后重新发起SYN消息，这里称作Syn2。结果由于网络原因Syn2先到答Server，Server于是与Client基于Syn2建立了连接，结果没过多久Syn1又到达了Server,Server于是关掉了Syn2建立的那条连接，又重新建立了一条连接。对于Client来说新建立的这条连接是早就过时的，所以Client不会在这条连接上发送任何数据，这就导致了Server端长时间收不到数据，Client新的连接被断掉了。

三次握手完成两个重要的功能，既要双方做好发送数据的准备工作(双方都知道彼此已准备好)，也要允许双方就初始序列号进行协商，这个序列号在握手过程中被发送和确认。
现在把三次握手改成仅需要两次握手，死锁是可能发生的。作为例子，考虑计算机S和C之间的通信，假定C给S发送一个连接请求分组，S收到了这个分组，并发 送了确认应答分组。按照两次握手的协定，S认为连接已经成功地建立了，可以开始发送数据分组。可是，C在S的应答分组在传输中被丢失的情况下，将不知道S 是否已准备好，不知道S建立什么样的序列号，C甚至怀疑S是否收到自己的连接请求分组。在这种情况下，C认为连接还未建立成功，将忽略S发来的任何数据分 组，只等待连接确认应答分组。而S在发出的分组超时后，重复发送同样的分组。这样就形成了死锁。

三次握手的状态转换？
TCP的状态变化图如下所示，Client和Server的初始状态都是CLOSED状态，其中：
Client:
CLOSED-----发送Syn 消息--->SYN_SENT-----收到Server端发回的SYN+ACK--->ESTABLISHED---发送和接收数据-->......
Server:
CLOSED----收到Client端发送过来的SYN消息-->SYN_RCVD-----发送SYN+ACK消息--->SYN_RCVD----收到Client发回来的ACK消息--->ESTABLISHED-----发送和接收数据-->......

其中TCP的三次握手与Scoket的函数对应关系如下所示：

备注：connect时，触发了连接请求，向服务器发送了SYN J包，这时connect进入阻塞状态；服务器监听到连接请求，即收到SYN J包，调用accept函数接收请求向客户端发送SYN K ，ACK J+1，这时accept进入阻塞状态；客户端收到服务器的SYN K ，ACK J+1之后，这时connect返回，并对SYN K进行确认；服务器收到ACK K+1时，accept返回，至此三次握手完毕，连接建立。

7、TCP四次挥手过程以及状态改变，为什么四次？CLOSE-WAIT和TIME-WAIT存在的意义？如何查看TIME-WAIT状态的链接数量？为什么会TIME-WAIT过多？解决方法是怎样的？

四次挥手过程理解

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。

大量TIME_WAIT造成的影响：
在高并发短连接的TCP服务器上，当服务器处理完请求后立刻主动正常关闭连接。这个场景下会出现大量socket处于TIME_WAIT状态。如果客户端的并发量持续很高，此时部分客户端就会显示连接不上。主动正常关闭TCP连接，都会出现TIMEWAIT。

这题太专业了，后面的我看不懂了，以后填坑