TCP协议是传输层协议，是一个面向连接的协议，为用户提供可靠的全双工字节流。
TCP连接与断开
三次握手
建立一个TCP连接需要进行三次握手：
三次握手是必要的。如果只靠前两步就建立连接，考虑这样一个场景：
客户端向服务器发送第一个分节请求
SYN j1建立连接，但是这个分节由于网络阻塞，很久都没有到达服务器客户端长时间没收到服务器的响应，认为第一个分节失效，根据TCP特性，重新发送第二个分节请求
SYN j2建立连接服务器响应第二个分节
ACK j2，连接建立成功，客户端和服务器通信后，关闭连接这时原来被认为失效的第一个分节到达了服务器端，服务器会以为又建立了一个新连接，发送响应
ACK j1服务器会等待客户端发送消息，但实际上并没有连接，所以造成了资源的浪费
所以，在进行前两步后，还需要额外再进行一次消息的确认，即三次握手，来确保两端的正常连接建立。
四次挥手
终止TCP连接的方式是四次挥手：
TCP协议是全双工的，所以每个方向都需要进行单独的关闭（close）。关闭了一端后，这一端就不能发送数据了，但还可以接收另一端的数据，这也称为半关闭。在客户端进行close后，服务器端响应一个ACK，但服务器端会等到数据都发送给客户端后，再进行close，这也就是终止TCP连接为什么需要进行四次挥手的原因。
TCP状态转换
对于TCP状态转换，有一张非常经典图：
使用时序图能更好的理解TCP的状态转换：
TIME_WAIT状态
在执行主动关闭的一端，四次挥手之后，会进入一个TIME_WAIT状态，这个状态的持续时间是2倍的MSL，MSL是一个TCP报文在网络中的最大生存时间。TIME_WAIT状态的存在有两个目的：
实现可靠的TCP连接终止
最后一个ACK如果被丢弃，那么被动关闭的一方就会重新发送FIN。让主动关闭一端维持2MSL的TIME_WAIT，就能确保在这种情况下重新发送ACK。1个MSL留给最后ACK到达对端，1个MSL留给重新发送的FIN。
让老的重复报文在网络中过期消失，建立新连接的时将不会受影响
在TCP连接关闭之后，如果同时又在相同的地址和端口建立新连接，这可以看做是原来连接的新化身。这就必须保证新的连接不能接收到原先连接的老重复报文。当处于TIME_WAIT状态时，是无法创建新的连接的，而TIME_WAIT状态持续时间足以让老的重复报文在网络中消失。
当重启服务器时，原服务器节点地址关闭后可能处于TIME_WAIT状态，这时重启后就会出现EADDRINUSE的错误（地址已使用），尽管有办法关闭TIME_WAIT状态，但是应该避免这么做，这会影响可靠性。一般在服务器端，可以使用SO_REUSEADDR套接字选项来避免这个问题。