抓包分析 TCP 握手和挥手( 二 ) _生活百科

断开连接四次挥手分为如下四步（假设没有出现挥手合并的情况）：

第一步，client 端主动发送 FIN 包给 server 端；
第二步，server 端回复 ACK（对应第一步 FIN 包的 ACK）给 client，表示 server 知道 client 端要断开了；
第三步，server 端发送 FIN 包给 client 端，表示 server 端也没有数据要发送了，可以断开了；
第四步，client 端回复 ACK 包给 server 端，表示既然双发都已发送 FIN 包表示可以断开，那么就真的断开了啊。

下面是 TCP 连接流转状态图（其中 CLOSED 状态是虚拟的，实际上并不存在），这个图很重要，记住这个图后基本上所有的 TCP 网络问题就可以解决。

文章插图
其中比较难以理解的是 TIME_WAIT 状态，主动关闭的那一端会经历这个状态。这一端停留在这个状态的最长时间是 Maximum segment lifetime（MSL）的 2 倍，大部分时候被简称之为 2MSL 。存在 TIME_WAIT 状态有如下两个原因：

要可靠的实现 TCP 全双工连接终止；
让老的重复 segment 在网络中消失（一个 sement 在网络中存活的最长时间为 1 个 MSL，一来一回就是 2 MSL）；

为什么握手是三次，而挥手是四次？嘿嘿，这是个经典的面试题，其实大部分人都背过挥手是四次的原因：因为 TCP 是全双工（双向）的，所以回收需要四次...... 。但是再反问下：握手也是双向的，但是为什么是只要三次呢？
网上流传的资料都说 TCP 是双向的，所以回收需要四次，但是握手也是双向（握手双方都在告知对方自己的初始 Sequence number），那么为什么就不用四次握手呢？所以凡事需要多问几个为什么，要有探索和怀疑精神。
你再仔细回看上面三次握手的第二步（SYN + ACK），其实是可以拆分为两步的：第一步回复 ACK，第二步再发 SYN 也是完全可以的，只是效率会比较低，这样的话三次握手不也变成四次握手了。
看起来四次挥手主要是收到第一个 FIN 包后单独回复了一个 ACK 包这里多了一次，如果能像握手那样也回复 FIN + ACK 那么四次挥手也就变成三次了。这里再贴一下上面这个挥手的抓包图：

文章插图
这个图中第二个红框就是 server 端回复的 FIN + ACK 包，这样四次挥手变成三次了（如果一个包算一次的话）。这里使用四次挥手原因主要是：被动关闭端在收到 FIN 后，知道主动关闭端要关闭了，然后系统内核层会通知应用层要关闭，此时应用层可能还需要做些关闭前的准备工作，可能还有数据没发送完，所以系统内核先回复一个 ACK 包，然后等应用层准备好了主动调 close 关闭时再发 FIN 包。
而握手过程中就没有这个准备过程了，所以可以立即发送 SYN + ACK（在这里的两步合成一步了，提高效率）。挥手过程中系统内核在收到对方的 FIN 后，只能 ACK，不能主动替应用来 FIN，因为系统内核并不知道应用能不能立即关闭。
总结TCP 是一个很复杂的协议，为了实现可靠传输以及处理各种网络传输中的 N 多问题，有一些很经典的解决方案，比如其中的网络拥塞控制算法、滑动窗口、数据重传等。强烈建议你去读一下 rfc793 和 TCP/IP 详解卷1：协议这本书。
如果你是那些纯看理论就能掌握好一门技能，然后还能举三反一的人，那我很佩服你；如果不是，那么学习理论知识注意要结合实践来强化理解理论，要经过反反复复才能比较好地掌握一个知识，讲究技巧，必要时要学会通过工具来达到目的。