一、tcp报文格式

主要关注的字段为：

• 源端口号（Source Port），目的端口号（Destination Port）
• 序列号seq（Sequence Number）
• 确认号ack（Acknowledgment Number）
• 标志位：ACK，SYN，FIN

二、三次握手

1. 客户端将TCP报文标志位SYN置为1，随机产生一个序号值seq=x，发送给服务端。发送完毕后，客户端进入SYN_SENT状态
2. 服务器端收到数据包后由标志位SYN=1知道客户端请求建立连接，服务器端将TCP报文标志位SYN和ACK都置为1，ack=x+1，随机产生一个序号值seq=y，发送给客户端。发送完毕后，服务端进入SYN_RCVD状态
3. 客户端收到确认后，检查ack是否为x+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，seq=x+1，ack=y+1，并将该数据包发送给服务器端。客户端进入ESTABLISHED状态。服务器收到ack=y+1后，服务器端进入ESTABLISHED状态，完成三次握手

三、四次挥手

1. 客户端发起挥手请求，向服务端发送报文(FIN=1，seq=u)。发送完毕后，客户端进入FIN_WAIT_1状态，这表示客户端没有数据要发送给服务端了
2. 服务端收到了客户端发送的FIN报文后，回复报文（ACK=1，ack=u+1，seq=v）。服务端进入CLOSE_WAIT状态，此时的TCP处于半关闭状态，客户端到服务端的连接释放。客户端收到服务端的确认报文后，进入FIN_WAIT_2状态，等待服务端的FIN报文
3. 服务端没有要发的数据后，发送连接释放报文（FIN=1，ACK=1，seq=w，ack=u+1）。发送后，进入LAST_ACK状态，等待客户端确认
4. 客户端回复确认报文（ACK=1，seq=u+1，ack=w+1） 。发送后，客户端进入TIME_WAIT状态，经过2MSL后，进入CLOSED状态。服务端收到确认报文后，进入CLOSED状态

四、抓包验证

server端代码

public class SocketServerTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);

        while (true) {
            Socket socket = serverSocket.accept();
            handle(socket);
        }
    }

    private static void handle(Socket socket) {
        byte[] data = new byte[32];
        try {
            InputStream in = socket.getInputStream();
            while (true) {
                int len = in.read(data);
                if (len == -1) {
                    break;
                }
                System.out.println(new String(data, 0, len));
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                socket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

client端代码

public class SocketTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket socket = new Socket("localhost", 9999);
        socket.getOutputStream().write("hello".getBytes());
        socket.close();
    }
}

wireshark抓包

握手流程

1. 客户端发送：SYN=1，seq=1819321381
2. 服务端发送：SYN=1，ACK=1，ack=1819321382，seq=3973019899
3. 客户端发送：ACK=1，ack=3973019900，seq=1819321382

挥手流程

1. 客户端发送（ack是对上个报文的回复）：FIN=1，seq=1819321387
2. 服务端发送：ACK=1，ack=1819321388，seq=3973019900
3. 服务端发送：FIN=1，ACK=1，seq=3973019900，ack=1819321388
4. 客户端发送：ACK=1，ack=1819321388，seq=3973019901

五、参考

https://blog.csdn.net/Ethan_199402/article/details/107664562
https://www.jianshu.com/p/3ab3ac72a45e