三次握手四次挥手

 

 

双各自向对方发送FIN,再各自向对方发送ACK 

中间的两次交互可能合并为一个(在特殊情况下仅仅是可能,所以有些情况下是三次挥手)

第一次挥手,client:我说完了
第二次挥手,server:我知道了(但此时server可能还有话要说)
第三次挥手,server:我也说完了
第四次挥手,client:我知道了,(双方挂了电话)
为什么要四次挥手？
答：根本原因是，一方发送FIN只表示自己发完了所有要发的数据，但还允许对方继续把没发完的数据发过来。

举个例子:

A和B打电话，通话即将结束后，A说“我没啥要说的了”，B回答“我知道了”，但是B可能还会有要说的话，A不能要求B跟着自己的节奏结束通话，于是B可能又巴拉巴拉说了一通，最后B说“我说完了”，A回答“知道了”，这样通话才算结束。

 

常见面试题
第一次挥手:客户端首先向服务器发送断开连接消息，这时TCP头部中的FIN标识位值为1，序号是seq=u，u为客户端前面正常发送数据最后一个字节序号加1得到的，消息发送后客户端进入FNI_WAIT_1状态，FIN=1的报文段不能携带数据，但要消耗一个序号。
第二次挥手:服务器收到客户端的断开连接请求需要发出确认消息，这时TCP头部中的ACK标识位值为1，确认号为ack=u+1，而自己的序号为seq=v,v为服务端前面正常发送数据最后一个字节序号加1得到的，然后服务器进入CLOSE_WAIT状态，此时就关闭了客户端到服务器的连接，客户端无法再给服务器发数据，但是服务器仍然可以给客户端发数据（此处存疑），同时服务器端通知上方应用层，处理完成后被动关闭连接。然后客户端收到服务器的确认信息后，就进入了FIN_WAIT_2状态。
第三次挥手:服务器端应用层处理完数据后，通知关闭连接，服务器向客户端发送关闭连接的消息，这时TCP头部中的FIN和ACK标识位值均为1，确认号ack=u+1，自己的序号为seq=w，（服务器发出确认消息后又发送了一段数据，此处存疑），消息发送后服务器进入LACK_ACK状态。
第四次挥手:客户端收到服务器的断开连接的消息后，需要发送确认消息，这是这时TCP头部中的ACK标识位值为1，确认号ack=w+1，序号为u+1（因为客户端向服务器发送断开连接的消息时消耗了一个消息号），然后客户端进入TIME_WAIT状态，若等待时间经过2MSL后，没有收到服务器的重传请求，则表明服务器收到了自己的确认，客户端进入CLOSED状态，服务器收到客户端的确认消息后则直接进入CLOSED状态。至此TCP成功断开连接。
【问题1】为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次握手？

答：因为当服务端端收到客户端的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。但是关闭连接时，当服务端端收到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"。只有等到我服务端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四步握手。

【问题2】为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态？

答：虽然按道理，四个报文都发送完毕，我们可以直接进入CLOSE状态了，但是我们必须假象网络是不可靠的，有可能最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。在客户端发送出最后的ACK回复，但该ACK可能丢失。服务器端如果没有收到ACK，将不断重复发送FIN片段。所以客户端不能立即关闭，它必须确认服务器端接收到了该ACK。客户端会在发送出ACK之后进入到TIME_WAIT状态。客户端会设置一个计时器，等待2MSL的时间。如果在该时间内再次收到FIN，那么客户端会重发ACK并再次等待2MSL。所谓的2MSL是两倍的MSL(Maximum Segment Lifetime)。MSL指一个片段在网络中最大的存活时间，2MSL就是一个发送和一个回复所需的最大时间。如果直到2MSL，客户端都没有再次收到FIN，那么客户端推断ACK已经被成功接收，则结束TCP连接。

【问题3】为什么不能用两次握手进行连接？

答：3次握手完成两个重要的功能，既要双方做好发送数据的准备工作(双方都知道彼此已准备好)，也要允许双方就初始序列号进行协商，这个序列号在握手过程中被发送和确认。

    现在把三次握手改成仅需要两次握手，死锁是可能发生的。作为例子，考虑计算机S和C之间的通信，假定C给S发送一个连接请求分组，S收到了这个分组，并发 送了确认应答分组。按照两次握手的协定，S认为连接已经成功地建立了，可以开始发送数据分组。可是，C在S的应答分组在传输中被丢失的情况下，将不知道S 是否已准备好，不知道S建立什么样的序列号，C甚至怀疑S是否收到自己的连接请求分组。在这种情况下，C认为连接还未建立成功，将忽略S发来的任何数据分 组，只等待连接确认应答分组。而S在发出的分组超时后，重复发送同样的分组。这样就形成了死锁。

【问题4】如果已经建立了连接，但是客户端突然出现故障了怎么办？

TCP还设有一个保活计时器，显然，客户端如果出现故障，服务器不能一直等下去，白白浪费资源。服务器每收到一次客户端的请求后都会重新复位这个计时器，时间通常是设置为2小时，若两小时还没有收到客户端的任何数据，服务器就会发送一个探测报文段，以后每隔75秒钟发送一次。若一连发送10个探测报文仍然没反应，服务器就认为客户端出了故障，接着就关闭连接。

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