引言

Hello, 大家好，我是你們的技術小伙伴小米！今天我們來聊一聊網絡基礎中的一個重要環(huán)節(jié)——TCP四次揮手過程。大家都知道，TCP連接的建立和斷開是網絡通信中的關鍵部分，尤其是在高并發(fā)環(huán)境下，理解這些過程能幫助我們優(yōu)化網絡性能，解決一些棘手的問題。好了，廢話不多說，讓我們一起來探討TCP四次揮手的奧秘吧！

圖片

四次揮手過程詳解

第一步：客戶端發(fā)送帶有FIN標志的數據包

當客戶端決定不再發(fā)送數據時，它會發(fā)送一個帶有FIN標志的數據包給服務端，表明它想關閉這條連接。這一動作可以理解為“揮手”中的第一步，客戶端在發(fā)送完FIN包后，進入FIN-WAIT-1狀態(tài)，等待服務端的回應。

第二步：服務端收到FIN，發(fā)送ACK確認

服務端收到客戶端的FIN包后，意識到客戶端不再發(fā)送數據了。于是，服務端會回一個ACK包，確認已收到客戶端的FIN包。這個ACK包的確認序號為收到的序號加1。此時，服務端進入CLOSE-WAIT狀態(tài)，表示正在等待關閉連接。

第三步：服務端發(fā)送FIN包關閉連接

接下來，服務端在準備好關閉連接時，會發(fā)送一個FIN數據包給客戶端，表示它也完成了數據的發(fā)送，準備關閉連接了。此時，客戶端收到這個FIN包后，進入FIN-WAIT-2狀態(tài)，等待自己能夠完全關閉。

第四步：客戶端發(fā)送ACK確認，并進入TIME-WAIT狀態(tài)

最后，客戶端收到服務端的FIN包后，會發(fā)送一個ACK包確認，確認序號同樣為收到序號加1。此時，客戶端進入TIME-WAIT狀態(tài)，在確保服務端收到了自己的ACK包后，才最終關閉連接。

為什么需要四次揮手？

可能有小伙伴會問，為什么關閉一個連接需要四次揮手呢？其實這是為了確保數據能夠完整地傳輸。TCP是面向連接的協議，它需要保證數據的可靠傳輸。如果只用三次揮手，可能會導致有數據丟失或未完全傳輸完畢的情況。因此，四次揮手的設計是為了保證雙方的數據能夠在各自完全關閉連接之前順利完成傳輸。

CLOSE-WAIT狀態(tài)詳解

在CLOSE-WAIT狀態(tài)下，服務端已經收到了客戶端發(fā)來的FIN包，并回了一個ACK包。這意味著客戶端已經關閉了它的一半連接，但服務端還沒有關閉它的那一半。CLOSE-WAIT狀態(tài)的存在是為了給服務端一些時間處理未完成的任務，然后再發(fā)送FIN包給客戶端，最終完成連接的關閉。

TIME-WAIT狀態(tài)詳解

TIME-WAIT狀態(tài)是為了確保所有的數據包都能被可靠地接收，并處理網絡中的延遲或丟包問題?？蛻舳嗽诎l(fā)送最后一個ACK包后，會進入TIME-WAIT狀態(tài)，等待一段時間（通常是兩倍的報文最大生存時間，2MSL），以確保服務端收到了ACK包，并且不會出現新舊連接的數據混淆問題。

如何查看TIME-WAIT狀態(tài)的鏈接數量？

在實際應用中，我們可以通過以下命令查看系統中TIME-WAIT狀態(tài)的連接數量：

netstat -an | grep TIME_WAIT | wc -l

這個命令可以幫助我們快速統計出當前處于TIME-WAIT狀態(tài)的連接數，方便我們進行監(jiān)控和優(yōu)化。

為什么會有過多的TIME-WAIT狀態(tài)？如何解決？

在高并發(fā)短連接的TCP服務器上，處理完請求后，服務器會按照主動正常關閉連接的流程，這可能會導致大量的TIME-WAIT狀態(tài)連接。這是因為每次連接關閉都會進入TIME-WAIT狀態(tài)，特別是在處理大量短連接請求時，這種情況會更加明顯。

解決方法：

• 負載均衡服務器：通過負載均衡，將流量分散到多個服務器上，減輕單臺服務器的壓力。
• 優(yōu)化連接關閉順序：讓Web服務器首先關閉來自負載均衡服務器的連接，從而減少TIME-WAIT狀態(tài)的產生。
• 調整系統參數：在服務器上調整TCP參數，例如減少TIME-WAIT狀態(tài)的持續(xù)時間，或者通過其他配置來優(yōu)化TCP連接的管理。

END

通過這篇文章，我們詳細解析了TCP四次揮手過程的每一步，并且解釋了為什么需要四次揮手，CLOSE-WAIT和TIME-WAIT狀態(tài)的作用及其管理方法。希望這些內容能幫助你更好地理解和應用TCP連接管理，提高系統的穩(wěn)定性和性能。