网络编程-TCP的四次挥手

这篇文章，主要是整理一下 TCP 的四次挥手。在网络编程-从TCP三次握手说起介绍了关于TCP的三次握手。

四次挥手

四次挥手的流程在网上有很多图解，这里简略介绍一下，其最常见流程如下图所示，先来看看如何建立连接的：

其大体流程如下：

1、客户端发其结束请求，发送seq=u，处于FIN-WAIT-1状态
2、服务端收到结束请求，发送应答ACK=u+1，处于CLOSE_WAIT状态
3、客户端收到u的应答后，处于FIN_WAIT_2状态，此时还可以接收来自服务端的数据
4、服务端没有数据要发送，也发送结束请求，seq=w,处于LAST_ACK状态
5、客户端又收到服务端的结束请求，客户端回应ACK，此时处于TIME_WAIT状态，确保ACK能够到达服务端；服务端收到客户端最终ACK，关闭连接。
6、2MSL时间结束后，无论服务端是否收到最终ACK，客户端完全结束连接。

四次挥手需要注意的问题？

TIME_WAIT的目的？

TIME_WAIT发生在TCP挥手的第四次挥手之后，这个状态的主要目的在于，客户端要确认最后一个ACK能够顺利的发送到服务端，当服务端没有收到ACK确认报文，那么一定是会重传这个FIN包。

TIME_WAIT为什么是2倍的MSL？

MSL（Maximum Segment Lifetime）是报文段的最大生存时间。

当第四次挥手发送完一个ACK报文的时候，它到达服务端的最大报文段传输时间为MSL，在极端情况下，刚好一个MSL的时候ACK报文段丢失，那么服务端就会重传一个FIN，那么它发送到客户端的时间就又是一个MSL，那么这种情况是极端的情况，也就是最大会有2倍的MSL时间间隔，当丢失后重传的FIN到达客户端的时候，那客户端就会重新设置为2倍的MSL,并且重传ACK。

可以借助netstat命令和nc命令通过下面的方式观察到。在终端1监听8080端口：

终端1

nc -l 8080

终端2

nc 127.0.0.1 8080

终端3
通过netstat命令观察：

netstat -anpoc|grep :8080

然后在终端1按ctrl+c，终止连接，立刻观察终端3的结果：

可以观察到，服务端当前处于TIME_WAIT，且有一个timewait的定时器，为1分钟。

close-wait得目的？

close-wait发生在第二次挥手后：当客户端第一次挥手，发送一个FIN报文，然后服务端不会立即发送FIN关闭连接的请求，而是发送一个ACK确认客户端关闭，这个时候客户端无法再向服务端发送数据，但是服务端会有一个close-wait，在这close-wait期间将未发送完的数据全部发送给客户端，当数据发送完了以后呢，就开始第三次挥手，发送一个FIN确认关闭连接。

什么是TCP半关闭

客户端在收到第一个FIN的ACK响应后，会进入FIN_WAIT2 状态时，此时服务器处于 CLOSE_WAIT状态，这种状态就称之为半关闭。

什么是TCP半关闭

如果一方已经关闭或异常终止连接，而另一方却不知道。 我们将这样的TCP连接称为半打开。

为什么要四次挥手?

这是因为TCP半关闭造成的。由于一个TCP连接是全双工的，在两个方向上都能传输数据，因此两个方向就需要单独关闭。所以这个流程是这样的：

发送FIN的一方就是主动关闭(客户端)，而另一方则为被动关闭(服务器)。
当一方发送了FIN，则表示在这一方不再会有数据的发送。
其中当被动关闭方受到对方的FIN时，此时往往可能还有数据需要发送过去，因此无法立即发送FIN(也就是无法将FIN与ACK合并发送)，
而是在等待自己的数据发送完毕后再单独发送FIN，因此整个过程需要四次交互。

TCP 工作流程

那么，一个TCP 正常的通讯流程，会包含建链(建立连接)、传输数据、拆链(关闭连接)，如下图所示：

据上图所示，在进行 TCP 进行数据传输时，都不可避免的会经过这些阶段：

三次握手建立连接执行数据传输、双方读写四次挥手释放连接。

参考：
《Unix网络编程》
《TCP/IP协议详解》

（微信公众号【程序猿编码】）

（添加本人微信号，备注加群，进入程序猿编码交流群，领取学习资料，获取每日干货）

微信公众号【程序猿编码】，这里Linux c/c++ 、Go语言、数据结构与算法、网络编程相关知识，常用的程序员工具。还有汇聚精炼每日时政、民生、文化、娱乐新闻简报，即刻知晓天下事!