TCP断开连接的四次握手

TCP四次挥手断开连接详解

过程

HostA发送一条请求消息,携带序列号seq=100。

HostB收到消息回复确认消息携带序列号 seq=300,确认信息ack等于101(101是HostA发送的seq+1)

第1次握手:发送FIN请求断开连接

HostA收到HostB的消息后,再给HostB发送一条消息,消息中携带信息ceq=101,ack=301,确认信息ctl=FIN,ACK(FIN表示终止,ack表示HoseA请HostB确认)。

第2次握手:发送ACK

HostB收到HostA请求断开的消息后,给HostA回复一条消息告诉HostA,他已经收到HostA请求断开的消息,回复消息中携带seq=301,ack=102 ctl=ACK.

第3次握手:发送FIN请求断开连接

接着,等HostB数据发送完毕之后,HostB会再给HostA发送一条信息,告诉HostA它的数据也发送完毕,可以断开链接了,发送的消息中携带seq=302,ack=102(因为相当于还是回复HostA发送的seq=101的那条信息,所以ack还是102),确认信息ctl=FIN,ACK.

第4次握手:发送ACK

HostA收到HostB发送的断开连接的消息后,给HostB发送一条确认信息,seq=102,ack=303,ctl=ACK,之后他们断开连接。

图例

 

<think>嗯,用户想了解TCP断开连接四次挥手的具体实现原理。这个问题涉及到网络协议的核心机制,需要清晰解释每个步骤的交互逻辑和状态变化。 用户可能正在学习计算机网络或者准备面试,需要深入理解TCP断开连接的细节。从问题表述看,用户已经知道"四次挥手"这个术语,但需要更底层的实现原理说明。 参考站内资料,发现几个关键点需要重点说明:首先是四次挥手的基本流程(FIN-ACK-FIN-ACK),然后是每个步骤中客户端和服务端的状态转换(FIN_WAIT/CLOSE_WAIT等)。特别要注意异常处理机制,比如引用[4]提到的第一次挥手丢失时的重传逻辑,以及引用[2][5]强调的TIME_WAIT状态的重要性。 在组织回答时,应该先分步骤说明正常流程:1)客户端发送FIN;2)服务端回复ACK;3)服务端发送FIN;4)客户端回复ACK。每个步骤都要对应到具体的数据包标志位(FIN/ACK)和序列号变化。然后补充异常场景的处理,比如挥手报文丢失时的重传机制(引用[2][4]),最后解释TIME_WAIT状态的必要性(防止延迟报文干扰新连接)。 需要特别注意几个技术细节:1)半关闭状态的概念(引用[5]提到客户端发送FIN后还能接收数据);2)序列号递增规则(引用[5]示例中的SEQ=y+1);3)MSL等待时间的具体作用(引用[2][5]都强调要等待2MSL)。这些细节能帮助用户真正理解实现原理而不仅是表面流程。 用户可能还会关心为什么需要四次而不是三次挥手,这点在引用[3]解释三次握手时提到过类似原理(状态一致性),可以在相关问题里延伸说明。另外引用[1][3]都提到的资源浪费问题也很关键,说明协议设计时对网络异常情况的考虑。</think>TCP断开连接四次挥手是确保双方可靠关闭连接的核心机制,具体实现原理如下: ### 📌 四次挥手流程 1. **第一次挥手(FIN)** - 主动关闭方(如客户端)发送 `FIN=1` 报文(携带序列号 `SEQ=u`),进入 `FIN_WAIT_1` 状态。 - **作用**:通知对方自己不再发送数据(但可接收数据)。 2. **第二次挥手(ACK)** - 被动关闭方(如服务端)收到 `FIN` 后,回复 `ACK=1` 报文(确认号 `ACK=u+1`,序列号 `SEQ=v`),进入 `CLOSE_WAIT` 状态。 - **作用**:确认收到关闭请求,但可能仍需发送剩余数据。 - 此时连接进入 **半关闭状态**(主动方→被动方的通道关闭)。 3. **第三次挥手(FIN)** - 被动关闭方完成数据发送后,发送 `FIN=1` 报文(序列号 `SEQ=w`,确认号 `ACK=u+1`),进入 `LAST_ACK` 状态。 - **作用**:通知主动方自己已准备好完全关闭。 4. **第四次挥手(ACK)** - 主动关闭方收到 `FIN` 后,回复 `ACK=1` 报文(确认号 `ACK=w+1`),进入 `TIME_WAIT` 状态。 - 被动方收到 `ACK` 后立即关闭连接(`CLOSED`)。 - **主动方需等待 `2MSL`**(最长报文寿命的两倍)后才进入 `CLOSED` 状态[^5]。 ### ⚠️ 关键机制解析 1. **半关闭状态(Half-Close)** - 第二次挥手后,被动方仍可向主动方发送数据(如未传完的文件),确保数据完整性[^1]。 2. **TIME_WAIT 状态的作用** - **防止旧报文干扰新连接**:等待 `2MSL` 确保网络中所有旧连接的报文失效,避免与新连接混淆[^2][^5]。 - **保证被动方可靠关闭**:若第四次挥手的 `ACK` 丢失,被动方会重传 `FIN`(在 `2MSL` 内可重收确认)[^4]。 3. **异常处理** - **挥手报文丢失**: - 第一次挥手丢失 → 主动方超时重传 `FIN`(重试次数由 `tcp_orphan_retries` 控制)[^4]。 - 第四次挥手丢失 → 被动方重传 `FIN`,主动方在 `TIME_WAIT` 状态可响应[^2]。 ### 📎 状态转换示意图 ``` 主动关闭方(客户端) 被动关闭方(服务端) | | |--- FIN (SEQ=u) ------------>| // 第一次挥手 → FIN_WAIT_1 |<-- ACK (ACK=u+1, SEQ=v) ----| // 第二次挥手 → CLOSE_WAIT |<-- FIN (SEQ=w, ACK=u+1) ----| // 第三次挥手 → LAST_ACK |--- ACK (ACK=w+1) ----------->| // 第四次挥手 → TIME_WAIT (等待 2MSL) | |-- CLOSED (收到 ACK 后) |-- CLOSED (2MSL 超时后) ------| ``` ### 💎 总结 四次挥手的核心是 **双向独立关闭**: 1. 前两次挥手关闭主动方→被动方的通道; 2. 后两次挥手关闭反向通道。 `TIME_WAIT` 状态和序列号校验机制共同解决了网络延迟导致的报文混乱问题,实现了连接的可靠终止[^3][^5]。 --- ### ❓相关问题 1. **为什么 `TIME_WAIT` 需要等待 `2MSL` 而不是更短时间?** > 答:`2MSL` 确保网络中两个方向的残留报文都失效(一个 `MSL` 为报文最大生存时间)[^5]。 2. **如果被动关闭方一直不发送第三次挥手(FIN),连接会如何关闭?** > 答:主动方在 `FIN_WAIT_2` 状态若超时未收到 `FIN`,会触发保活机制(`tcp_keepalive`)强制关闭连接[^2]。 3. **半关闭状态在哪些实际场景中有应用价值?** > 答:文件传输中,发送方(主动关闭方)发完数据后立即发起第一次挥手,接收方(被动方)可在 `CLOSE_WAIT` 状态继续发送"接收成功/失败"的反馈[^1]。
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