TCP四次挥手

TCP四次挥手过程

1. client 发送FIN包， 进入FIN_WAIT状态
2. server 接收FIN包， 回复ACK， 进入Close_wait状态
3. 等待服务端close函数，将资源都释放，发送FIN包 进入LAST_ACK状态
4. 客户端接收到FIN包后，回复最后一个ACK，进入TIME_WAIT状态，2MSL后进入closed状态
5. 服务端接收到ACK后 进入close状态，关闭链接

为什么需要四次挥手

四次挥手中有丢失会出现什么情况

第三次挥手丢失

当服务端进程处理完数据之后就会进行关闭连接,内核就会向客户端发送FIN报文表示请求关闭连接,之后服务端就会进入LAST_ACK状态,会等待客户端返回的ACK报文.

当服务端进程调用close函数的时候->数据处理完之后才可以关闭连接,内核没有权利替代服务端关闭连接,必须由服务端主动调用close函数来关闭连接

如果服务端一直没有收到客户端返回的ACK报文,那么就会触发超时重传,服务端会重传FIN报文,如果之后接收到了ACK,服务端进入closed状态,如果没有 会继续重传,达到重传次数 客户端还没有收到ACK报文,那么会等待一段时间一般是上一次报文发送时间的2倍, 如果还没有收到,服务端会主动关闭连接.

另外呢,如果是使用的close函数关闭的连接,如果超过时长tcp_fin_timeout限制一般为60s,不会一直处于FIN_WAIT_2状态,客户端会主动关闭连接.

第四次挥手丢失

当服务端处理完数据之后就会调用close函数来关闭连接,会给客户端发送FIN报文,服务端进入LAST_ACK状态,客户端收到之后会返回一个ACK报文,客户端进入Time_WAIT状态等待2MSL后进入close状态,服务端接收到最后一个ACK报文之后进入closed状态.

如果第四次挥手丢失,也就是客户端返回的ACK丢失,服务端就会触发超时重传机制,重传FIN报文,如果之后服务端接收到了ACK,服务端就会进入closed状态,如果没有, 会继续重传,达到重传次数服务端还没有收到客户端发来的ACK报文,那么会等待一段时间一般是上一次报文发送时间的2倍, 如果还没有收到,服务端会主动关闭连接

另外,客户端收到第三次挥手之后,客户端返回给服务端ACK报文,客户端就会进入TIME_WAIT状态,会等待2MSL,如果中途再次收到第三次挥手,会重置定时器, 当等待2MSL之后,客户端就会主动关闭连接进入closed状态.

为什么TIME_WAIT 等待的时间是 2MSL

首先说什么是MSL,TTL,以及两者的关系

MSL就是最大的报文生成时间,MSL是网络报文生存的最长时间,超过这个时间,报文将会被丢弃,因为TCP是基于IP协议的,TTL是经过路由器的最大跳数,每经过一个路由器,TTL就减一,当减到0的时候报文就会被丢弃,同时发送ICMP报文给源主机.

TTL 与 MSL的区别 : TTL是经过路由的最大跳数,MSL是报文生存的最长时间,要确保MSL>=TTL才能保证报文是正常消亡.

为什么要等待2MSL呢 ?

原因是 在网络中可能来自发送方发来的数据报,然后接收方要给对方一个响应. 这样报文一来一回的时间就是2MSL.

比如当最后一个ACK报文丢失(也就是第四次挥手丢失),服务器那边就会触发超时重传机制,重传FIN报文,当FIN报文到达客户端,客户端再回一个ACK响应,这样一来一回等待的时间是2MSL.

2MSL时长允许报文至少丢失一次,当ACK报文丢失的时候,重发的FIN会在第二个MSL到达客户端,这样TIME_WAIT状态就可以应对.2MSL是当第三次挥手到达客户端的时候就会开始计时,当中途FIN报文再次到达客户端,定时器就会被重置为2MSL.

为什么不是 4MSL或者8MSL呢 ?

由于丢包概率很小,加入丢包概率为1/100,那么第二次丢包就是1/10000, 所以我们可以忽略,性价比会更高.

为什么需要 TIME_WAIT 状态？

主要有两个原因

防止旧的报文进入了相同的四元组连接中
能够保证被动关闭方正常关闭.