TCP四次挥手

1.四次挥手

第一次挥手

客户端发送FIN报文

FIN标识：1，seq(序号)：M

作用：客户端准备释放TCP连接并通知服务端，客户端主动关闭TCP连接

第二次挥手

服务端发送ACK报文

ACK标识：1，ack(确认号)：M+1

作用：释放客户端往服务端方向连接，TCP连接处于半关闭状态，客户端不能再发送数据给服务端

第三次挥手

服务端发送FIN报文

FIN标识：1，seq（序号）：N

作用：服务端数据包发送完毕，通知客户端释放TCP连接

第四次挥手

客户端发送ACK报文

ACK标识：1，ack(确认号)：N+1

作用：通知服务端关闭TCP连接，客户端进入TIME_WAIT，需等TIME_WAIT结束才能关闭TCP连接

2.为什么挥手需要四次？

TCP是全双工协议，TCP连接终止需要释放两个方向的连接

前两次挥手关闭客户端发往服务端的连接，后两次挥手关闭服务端发往客户的连接，因为收到客户端FIN报文，服务端可能还有数据未发送完，所以不会立马发送ACK报文，所以挥手需要四次。

3.为什么需要TIME_WAIT状态？

3.1 保证TCP全双工连接终止不出错

客户端收到第三次挥手后，进入TIME_WAIT状态，但是服务端还处于LAST_ACK状态，需要收到客户端ACK报文，才能关闭TCP连接，如果服务端没有收到ACK报文，服务端误认为客户端没有收到FIN报文，所以服务端重传FIN报文，直到收到ACK报文为止。

客户端需要TIME_WAIT状态，目的能够让服务端重传FIN报文，并回复ACK报文，完成服务端TCP连接释放。

3.2 防止旧的连接还未终止，新的连接开始建立

TCP旧的连接未终止，不能建立新的连接，TIME_WAIT状态为了使客户端连接存活时间增长。

如果没有TIME_WAIT状态或者TIME_WAIT时间过短，客户端收到FIN报文后，很快切换为CLOSED状态，客户端可以建立新的四元组相同的TCP连接（四元组：源IP，目的IP，源端口，目的端口），然而服务端还处于LAST_ACK状态，无法处理新的连接请求。

4.为什么TIME_WAIT等待时间是2MSL？

MSL（maximum segment lifetime），报文的最大生存时间，RFC1122建议值为2分钟，也有30秒的情况，MSL是根据IP首部TTL计算而来，TTL为跳数，MSL必须大于TTL对应的时间。

2MSL：两个报文最大生存时间（往返报文），持续时间为1-4分钟

由于网络异常，导致TCP数据包发生重传，旧的数据包可能并没有被丢弃，而滞留在网络中，随着网络修复（修复时间通常为几秒或者几分钟），最终旧的数据包被服务端收到，如果旧报文是一个连接请求，旧的连接请求和新的连接请求可能冲突，TIME_WAIT设置为2MSL，为了确保往返两个方向旧报文随着TTL消耗完而丢弃，从而完全隔离了新连接和旧连接数据包。

5.TIME_WAIT过多有什么危害？

对于客户端来说，TIME_WAIT过多意味着大量连接未释放，未释放的连接占用着系统资源（内存，文件描述符，端口号等），造成系统资源浪费。对于服务端，连接可能处于LAST_ACK状态，同样占据着系统资源，如果海量TIME_WAIT对应的是同一台服务器，服务器可能过载瘫痪。

6.为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次挥手？

三次握手：第二次握手是服务端发送SYN+ACK报文，该报文同时完成对客户端SYN请求的应答，也完成了服务端SYN请求报文发送。

四次挥手：第二次挥手和第三次挥手在服务端有数据未发送的情况下，不能组成FIN+ACK报文发送，所以挥手需要四次。

7.TCP四次挥手中间两次会合并成一次吗？

会的

情况1：第一次挥手后，服务端数据已经发送完毕，有可能发送FIN+ACK包，同时应答客户端FIN报文，和发送FIN报文，该情况很少见。

情况2：服务端开启了TCP延迟确认，服务端收到客户端FIN报文后，不会立即应答ACK，而是会和下一个数据包一起应答，从而会发送FIN+ACK报文，该情况很常见，wireshark抓包经常能抓到。