TCP 三次握手和四次挥手

具体三次握手和四次握手的详细内容我就不在这里讲了，这里主要看看 TCP 连接在生存周期里的状态流转。

TCP 总共有 11 个状态分别是：

• LISTEN :等待连接。

• SYN_SENT : 客户端主动发起连接请求（发送 SYN n）。

• SYN_RECV : 服务端接到连接请求后，响应 （发送 ACK n+1，SYN j）。

• ESTABLISHED :连接建立成功（发送 ACK j+1）。

• FIN_WAIT1 : 客户端主动关闭连接，等待对方确认是否可以关闭（发送 FIN x）。

• FIN_WAIT2 : 客户端收到对方确定可以关闭回应（接收到 ACK x+1）。

• CLOSE_WAIT : 服务端准备关闭连接时的状态，此时连接还为关闭。

• LAST_ACK : 服务端发送可以关闭的消息（发送 FIN y）。

• CLOSING :客户端接到服务器关闭连接的信息,发送连接正式关闭消息（接收到 FIN y,发送 ACK y+1）。

• TIME_WAIT : 客户端进入 time wait 时间，等 2 倍 MSL 时间后，关闭连接。

• CLOSED :服务端接到客户端正式关闭消息后，关闭连接。（接收到 ACK y+1）。

客户端状态流转

• 三次握手建立连接

启动 ---> SYN_SENT ---> ESTABLISHED

• 四次握手关闭连接

ESTABLISHED ---> FIN_WAIT1 ---> FIN_WAIT2 ---> CLOSING ---> TIME_WAIT ---> CLOSED

服务器状态流转

• 三次握手建立连接

LISTEN ---> SYN_RECV ---> ESTABLISHED

• 四次握手关闭连接

ESTABLISHED ---> CLOSE_WAIT ---> LAST_ACK ---> CLOSED

这里最难理解的点应该就是客户端为什么不直接关闭连接，而是在最后要进入 TIME_WAIT，进行等待，等待时间为什么是 2 倍 MSL。

首先先明确一下 MSL 的定义，MSL 是 Maximum Segment Lifetime 的英文缩写，可译为“最长报文段寿命”，它是任何报文在网络上存在的最长的最长时间，超过这个时间报文将被丢弃。

TIME_WAIT 状态存在有 2 个理由：

• 可靠的实现 TCP 全双工连接终止。

• 允许老的重复分节在网络上消失。

第一个理由，通过图中我们可以假设最终的 ACK 丢失了。服务器会重新发送它最终的那个 FIN，因此客户端必须维护状态信息，已允许它重发最终的那个 ACK。

这也解释了为什么主动关闭一端处于 TIME_WAIT 状态了。

第二个理由，我们假设在 12.106.254:1500 和 206.1.2.129:111 之间有一个 TCP 连接。我们关闭这个连接后，马上重新建立一个新连接，这个时候接受到老连接的一个迷途分组或者重复分组到达连接，这时会出现严重错误。TCP 为了防止重复分组在连接终止后出现，所以在 2 倍 MSL 时间里不能建立新的连接，等到所有的重复分组失效，方可建立新的连接。