详解TCP连接释放四次挥手过程

不打扰是莪最后的温柔 提交于 2019-12-15 02:20:58

TCP连接释放的过程叫做挥手,挥手需要在客户和服务器之间交换四个TCP报文段。
下图是四报文挥手释放TCP连接的过程:
在这里插入图片描述

数据传输结束后,通信的双方都可释放连接。现在A和B都处于ESTABLISHED状态。
结合情侣分手来演示一下四报文挥手(A是男方,B是女方):

  1. A的应用进程先向其TCP发出释放报文段,并停止再发送数据,主动关闭TCP连接。A把连接释放报文段首部的终止控制位FIN置1,其序号seq=u,它等于前面已传送过的数据的最后一个字节的序号加1。这时A进入FIN-WAIT-1(终止等待1)状态,等待B的确认。请注意,TCP规定,FIN报文段即使不携带数据,它也消耗掉一个序号。
    ( 某一天男朋友 (A) 向你 (B) 微信发消息单方面提出分手 )
  2. B收到连接释放报文段后即发出确认,确认号是ack=u+1,而这个报文段自己的序号是v,等于B前面已传送过的数据的最后一个字节的序号加1。然后B进入CLOSE-WAIT(关闭等待)状态。TCP服务器进程这时应通知高层应用进程,因而从A到B这个方向的连接就释放了,这时的TCP连接处于半关闭状态,即A已经没有数据要发送了,但B若发送数据,A仍要接收。也就是说,从B到A这个方向的连接并未关闭,这个状态可能会持续一段时间。
    A收到来自B的确认后,就进入FIN-WAIT-2(终止等待2)状态,等待B发出的连接释放报文段。
    (接着你 (B) 收到了渣男 (A) 发来的分手消息,你 (B) 回复了他 (A) 表示你已经看到这条消息了,但这个时候你 (B) 还没确定分手!只是渣男 (A) 表示分手了!然后你 (B) 气不过继续发消息给渣男骂他控诉他三心二意)
  3. 若B已经没有要向A发送的数据,其应用进程就通知TCP释放连接。这时B发出的连接释放报文段必须使FIN=1。现假定B的序号为w(在半关闭状态B可能又发送了一些数据)。B还必须重复上次已发送过的确认号ack=u+1 。这时B就进入LAST-ACK(最后确认)状态,等待A的确认。
    (到后面你骂完了,决定好要分手了,你 (B) 给渣男 (A) 发送了确定分手的消息。)
  4. A在收到B的连接释放报文段后,必须对此发出确认。在确认报文段中把ACK置1,确认号ack=w+1,而自己的序号是seq=u+1(前面发送过的FIN报文段要消耗一个序号)。然后进入到TIME-WAIT(时间等待)状态。请注意,现在的TCP连接还没有释放掉,必须经过时间等待计时器设置的时间2MSL后,A才进入到CLOSED状态。
    (渣男 (A) 收到了你发给他的确定分手的消息,他 (A) 确定后回复你表示收到!至此,你们两个人彻底分手!)

上述就是TCP连接释放的四报文挥手过程。

问:为什么A在TIME-WAIT状态必须等待2MSL的时间呢?(报文段的来回传送需要2MSL) 答:

  1. 为了保证A发送的最后一个ACK报文段能够到达B。 这个ACK报文段有可能丢失,因此使处于LAST-ACK状态的B收不到对已发送的FIN+ACK报文段的确认
    (从A发送到B需要一个MSL)。B会超时重传这个FIN+ACK报文段 (从B发送到A需要一个MSL),而A就能在 2MSL 时间内收到这个重传的FIN+ACK报文段。接着A重传一次确认,重新启动2MSL计时器。最后,A和B都正常进入到CLOSED状态。
    如果A在TIME-WAIT不等待一段时间,而是在发送完ACK报文段够立即释放连接,那么无法收到B重传的FIN+ACK报文段,因而也不会再发送一次确认报文段。这样,B就无法按照正常步骤进入CLOSED状态。
  2. 防止“已失效的连接请求报文段”
    A在发送完最后一个ACK报文段之后,再经过时间2MSL,就可以使本连接的时间内所产生的所有报文段都从网络中消失。这样就可以使下一个新的连接中不会出现这种旧的连接请求报文段。

B只要收到了A发出的确认,就进入到CLOSED状态。同样,B在撤销相应的传输控制块TCB后,就结束了这次的TCP连接。可以看到,B结束TCP连接的时间要比A早。

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