2025-04-06    2025-04-06    1676 字  4 分钟

TCP断联四次挥手

四次挥手

  • 第一次挥手👋: 客户端进程发出连接释放FIN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=x,此时,客户端进入FIN-WAIT-1(终止等待1)状态。
  • 第二次挥手👋: 服务端进程收到连接释放FIN报文,发出确认ACK报文,ACK=1,ack=x+1,并且带上自己的序列号seq=y,此时,服务端就进入了CLOSE-WAIT(关闭等待)状态。此时,服务端通知高层的应用进程,客户端向服务端的方向就释放了,这时候处于半关闭状态,即客户端已经没有数据要发送了,但是服务端若发送数据,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。客户端收到服务端的确认请求后,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,在这之前依然可以接收服务端发送过来的最后的数据。
  • 第三次挥手👋: 服务端将最后的数据发送给客户端完成后,就向客户端发送连接释放FIN报文,FIN=1,ack=x+1,此时的序列号为seq=z,此时,服务端就进入了LAST-ACK(最后确认)状态,等待客户端的确认。
  • 第四次挥手👋: 客户端接收到服务端的连接释放FIN报文后,必须发出确认报文,ACK=1,ack=z+1,而自己的序列号是seq=x+1,此时,客户端就进入了TIME-WAIT(时间等待)状态。此时服务端收到客户端发送过来的确认报文,就立即撤销自己的传输控制块TCB,进入CLOSED状态,注意此时的TCP连接还没有释放,必须经过2MSL(最长报文段寿命)的时间后,客户端没有收到服务端发来的任何数据,证明服务端已正常关闭,此时客户端会撤销相应传输控制块TCB后,进入CLOSED状态。至此,TCP的连接才真正的断开了。(服务端结束TCP连接的时间要比客户端稍微早一些)

为什么TIME_WAIT状态还需要等2*MSL(Max SegmentLifetime,最大分段生存期)秒之后才能返回到CLOSED状态呢?

因为虽然双方都同意关闭连接了,而且握手的4个报文也都发送完毕,按理可以直接回到CLOSED状态(就好比从SYN_SENT状态到ESTABLISH状态那样),但是我们必须假想网络是不可靠的,你无法保证你最后发送的ACK报文一定会被对方收到,就是说对方处于LAST_ACK状态下的SOCKET可能会因为超时未收到ACK报文,而重发FIN报文,所以这个TIME_WAIT状态的作用就是用来重发可能丢失的ACK报文。

为什么断开连接需要四次挥手👋呢,像建立连接的时候一样,三次行不行呢?

TCP协议是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的运输层通信协议。TCP是全双工 模式,这就意味着,在客户端想要断开连接时,客户端向服务端发送FIN报文,只是表示客户端已经没有数据要发送了,但是这个时候客户端还是可以接收来自服务端的数据。 当服务端接收到FIN报文,并返回ACK报文,表示服务端已经知道了客户端要断开连接,客户端已经没有数据要发送了,但是这个时候服务端可能依然有数据要传输给客户端。 当服务端的数据传输完之后,服务端会发送FIN报文给客户端,表示服务端也没有数据要传输了,服务端同意关闭连接,之后,客户端收到FIN报文,立即发送给客户端一个ACK报文,确定关闭连接。在之后,客户端和服务端彼此就愉快的断开了这次的TCP连接。 或许会有疑问,为什么服务端的ACK报文和FIN报文都是分开发送的,但是在三次握手的时候却是ACK报文和SYN报文是一起发送的,因为在三次握手的过程中,当服务端收到客户端的SYN连接请求报文后,可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的,SYN报文是用来同步的。但是在关闭连接时,当服务端接收到FIN报文时,很可能并不会立即关闭SOCKET,所以只能先回复一个ACK报文,告诉客户端,你发的FIN报文我收到了,只有等到服务端所有的数据都发送完了,才能发送FIN报文,因此ACK报文和FIN报文不能一起发送。所以断开连接的时候才需要四次挥手来完成。