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        • 圖解TCP四次握手斷開連接

        • 2019-11-13 20:59 來源:未知
        建立連接非常重要,它是數據正確傳輸的前提;斷開連接同樣重要,它讓計算機釋放不再使用的資源。如果連接不能正常斷開,不僅會造成數據傳輸錯誤,還會導致套接字不能關閉,持續占用資源,如果并發量高,服務器壓力堪憂。

        建立連接需要三次握手,斷開連接需要四次握手,可以形象的比喻為下面的對話:
        • [Shake 1] 套接字A:“任務處理完畢,我希望斷開連接。”
        • [Shake 2] 套接字B:“哦,是嗎?請稍等,我準備一下。”
        • 等待片刻后……
        • [Shake 3] 套接字B:“我準備好了,可以斷開連接了。”
        • [Shake 4] 套接字A:“好的,謝謝合作。”

        下圖演示了客戶端主動斷開連接的場景:

        建立連接后,客戶端和服務器都處于ESTABLISED狀態。這時,客戶端發起斷開連接的請求:
        1) 客戶端調用 close() 函數后,向服務器發送 FIN 數據包,進入FIN_WAIT_1狀態。FIN 是 Finish 的縮寫,表示完成任務需要斷開連接。

        2) 服務器收到數據包后,檢測到設置了 FIN 標志位,知道要斷開連接,于是向客戶端發送“確認包”,進入CLOSE_WAIT狀態。

        注意:服務器收到請求后并不是立即斷開連接,而是先向客戶端發送“確認包”,告訴它我知道了,我需要準備一下才能斷開連接。

        3) 客戶端收到“確認包”后進入FIN_WAIT_2狀態,等待服務器準備完畢后再次發送數據包。

        4) 等待片刻后,服務器準備完畢,可以斷開連接,于是再主動向客戶端發送 FIN 包,告訴它我準備好了,斷開連接吧。然后進入LAST_ACK狀態。

        5) 客戶端收到服務器的 FIN 包后,再向服務器發送 ACK 包,告訴它你斷開連接吧。然后進入TIME_WAIT狀態。

        6) 服務器收到客戶端的 ACK 包后,就斷開連接,關閉套接字,進入CLOSED狀態。

        關于 TIME_WAIT 狀態的說明

        客戶端最后一次發送 ACK包后進入 TIME_WAIT 狀態,而不是直接進入 CLOSED 狀態關閉連接,這是為什么呢?

        TCP 是面向連接的傳輸方式,必須保證數據能夠正確到達目標機器,不能丟失或出錯,而網絡是不穩定的,隨時可能會毀壞數據,所以機器A每次向機器B發送數據包后,都要求機器B”確認“,回傳ACK包,告訴機器A我收到了,這樣機器A才能知道數據傳送成功了。如果機器B沒有回傳ACK包,機器A會重新發送,直到機器B回傳ACK包。

        客戶端最后一次向服務器回傳ACK包時,有可能會因為網絡問題導致服務器收不到,服務器會再次發送 FIN 包,如果這時客戶端完全關閉了連接,那么服務器無論如何也收不到ACK包了,所以客戶端需要等待片刻、確認對方收到ACK包后才能進入CLOSED狀態。那么,要等待多久呢?

        數據包在網絡中是有生存時間的,超過這個時間還未到達目標主機就會被丟棄,并通知源主機。這稱為報文最大生存時間(MSL,Maximum Segment Lifetime)。TIME_WAIT 要等待 2MSL 才會進入 CLOSED 狀態。ACK 包到達服務器需要 MSL 時間,服務器重傳 FIN 包也需要 MSL 時間,2MSL 是數據包往返的最大時間,如果 2MSL 后還未收到服務器重傳的 FIN 包,就說明服務器已經收到了 ACK 包。
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