簡(jiǎn)述

本文主要介紹TCP四次揮手的工作原理，以及在面試中常見的問題。

字段含義

seq序號(hào)：Sequence Number，占32位，用來標(biāo)識(shí)從TCP源端向目的端發(fā)送的字節(jié)流，發(fā)起方發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)對(duì)此進(jìn)行對(duì)比。

ack序號(hào)：Acknowledge Number，占32位，只有ACK標(biāo)志位為1時(shí)，確認(rèn)序號(hào)字段才有效，ack=seq+1。

Flags標(biāo)志位：

URG：Urgent Pointer緊急指針有效；

ACK：確認(rèn)序號(hào)有效；

PSH：接收方應(yīng)該盡快將這個(gè)報(bào)文交給應(yīng)用層；

RST：重置連接；

SYN：發(fā)起一個(gè)新連接；

FIN：釋放一個(gè)連接；

注意：標(biāo)志位ACK和ack序號(hào)是不同的概念。確認(rèn)方ack=發(fā)起方Seq+1，兩端配對(duì)。

四次揮手

四次揮手及釋放或解除TCP連接，連接的釋放必須是一方主動(dòng)釋放，另一方被動(dòng)釋放。流程如下：

圖 1 四次揮手原理圖

1) 第一次揮手，客戶端發(fā)出連接釋放syn包(FIN=1，seq=u)到服務(wù)器端，并且停止再發(fā)送數(shù)據(jù)，主動(dòng)關(guān)閉連接，進(jìn)入FIN-WAIT-1狀態(tài)，等待服務(wù)器端確認(rèn)。

2) 第二次揮手，服務(wù)器端收到客戶端發(fā)送的連接釋放syn包后，即發(fā)出確認(rèn)syn包(ACK=1，seq=v，ack=u+1)到客戶端，進(jìn)入CLOSE-WAIT狀態(tài)，此時(shí)TCP處于半關(guān)閉狀態(tài)。客戶端收到服務(wù)器端確認(rèn)后，進(jìn)入FIN-WAIT-2狀態(tài)，等待服務(wù)器端發(fā)出的連接釋放syn包。

3) 第三次揮手，當(dāng)服務(wù)器端數(shù)據(jù)傳送完畢后，服務(wù)器端發(fā)送連接釋放syn包(FIN=1，ACK=1，seq=w，ack=u+1)，服務(wù)器端計(jì)入LAST-ACK狀態(tài)，等待客戶端最后確認(rèn)。

4) 第四次揮手，當(dāng)客戶端收到服務(wù)器端連接釋放syn包后，客戶端發(fā)出確認(rèn)syn包(ACK=1，seq=u+1，ack=w+1)，客戶端進(jìn)入TIME-WAIT狀態(tài)。此時(shí)TCP未釋放，需要經(jīng)過時(shí)間等待計(jì)時(shí)器設(shè)置的時(shí)間2MSL后，客戶端才進(jìn)入CLOSED狀態(tài)。

5) 服務(wù)器端只要收到客戶端發(fā)出的確認(rèn)，立即進(jìn)入CLOSED狀態(tài)，由此完成四次揮手。

常見面試題

問題1：為什么"握手"是三次，"揮手"卻要四次？

TCP建立連接時(shí)之所以只需要"三次握手"，是因?yàn)樵诘诙?#34;握手"過程中，服務(wù)器端發(fā)送給客戶端的TCP報(bào)文是以SYN與ACK作為標(biāo)志位的。SYN是請(qǐng)求連接標(biāo)志，表示服務(wù)器端同意建立連接；ACK是確認(rèn)報(bào)文，表示告訴客戶端，服務(wù)器端收到了它的請(qǐng)求報(bào)文。即SYN建立連接報(bào)文與ACK確認(rèn)接收?qǐng)?bào)文是在同一次"握手"當(dāng)中傳輸?shù)?#xff0c;所以"三次握手"不多也不少，正好讓雙方明確彼此信息互通。

TCP釋放連接時(shí)之所以需要"四次揮手",是因?yàn)镕IN釋放連接報(bào)文與ACK確認(rèn)接收?qǐng)?bào)文是分別由第二次和第三次"握手"傳輸?shù)摹ａ尫胚B接時(shí)，被動(dòng)方服務(wù)器，突然收到主動(dòng)方客戶端釋放連接的請(qǐng)求時(shí)并不能立即釋放連接，因?yàn)檫€有必要的數(shù)據(jù)需要處理，所以服務(wù)器先返回ACK確認(rèn)收到報(bào)文，經(jīng)過CLOSE-WAIT階段準(zhǔn)備好釋放連接之后，才能返回FIN釋放連接報(bào)文。

問題2：為什么客戶端在TIME-WAIT階段要等待2MSL?

客戶端發(fā)出最后的ACK確認(rèn)報(bào)文時(shí)，并不能確定服務(wù)器端能夠收到該段報(bào)文。所以客戶端在發(fā)送完ACK確認(rèn)報(bào)文之后，會(huì)設(shè)置一個(gè)時(shí)長(zhǎng)為2MSL的計(jì)時(shí)器。MSL指的是Maximum Segment Lifetime：一段TCP報(bào)文在傳輸過程中的最大生命周期。2MSL即是服務(wù)器端發(fā)出為FIN報(bào)文和客戶端發(fā)出的ACK確認(rèn)報(bào)文所能保持有效的最大時(shí)長(zhǎng)。服務(wù)器端在1MSL內(nèi)沒有收到客戶端發(fā)出的ACK確認(rèn)報(bào)文，就會(huì)再次向客戶端發(fā)出FIN報(bào)文；如果客戶端在2MSL內(nèi)，再次收到了來自服務(wù)器端的FIN報(bào)文，說明服務(wù)器端由于各種原因沒有接收到客戶端發(fā)出的ACK確認(rèn)報(bào)文。客戶端再次向服務(wù)器端發(fā)出ACK確認(rèn)報(bào)文，計(jì)時(shí)器重置，重新開始2MSL的計(jì)時(shí)；否則客戶端在2MSL內(nèi)沒有再次收到來自服務(wù)器端的FIN報(bào)文，說明服務(wù)器端正常接收了ACK確認(rèn)報(bào)文，客戶端可以進(jìn)入CLOSED階段，完成"四次揮手"。

所以，客戶端要經(jīng)歷時(shí)長(zhǎng)為2SML的TIME-WAIT階段；這也是為什么客戶端比服務(wù)器端晚進(jìn)入CLOSED階段的原因。

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(云渺書齋)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的tcp当主动发出syn_一文读懂TCP四次挥手工作原理及面试常见问题汇总的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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