好的,面试官。

TCP 的四次挥手是连接终止的标准过程,确保双方可靠地关闭连接。以面我试着对它进行详细分析:


​1. 四次挥手流程​

假设客户端主动发起关闭:

  1. ​FIN (Client → Server)​
    • 客户端发送 FIN=1, seq=u,进入 FIN-WAIT-1 状态。
    • ​含义​​:“我没有数据要发了,但还能收你的数据”。
  2. ​ACK (Server → Client)​
    • 服务端回复 ACK=1, ack=u+1,进入 CLOSE-WAIT 状态。
    • ​含义​​:“我收到你的关闭请求了,但我可能还有数据要发”。
    • 客户端收到后进入 FIN-WAIT-2 状态。
  3. ​FIN (Server → Client)​
    • 服务端发送 FIN=1, seq=v(可能携带最后的数据),进入 LAST-ACK 状态。
    • ​含义​​:“我的数据也发完了,可以彻底关闭了”。
  4. ​ACK (Client → Server)​
    • 客户端回复 ACK=1, ack=v+1,进入 TIME-WAIT 状态,等待 ​​2MSL​​ 后关闭。
    • 服务端收到后立即关闭连接。

​2. 为什么需要四次?​

  • ​双向连接独立关闭​​:TCP是全双工协议,每个方向需单独关闭。
    • 第一次挥手:关闭客户端→服务端方向。
    • 第三次挥手:关闭服务端→客户端方向。
  • ​中间过渡状态​​:CLOSE-WAIT 允许服务端继续发送残留数据(如未传完的响应)。

​3. 关键状态与超时控制​

​状态​ ​触发条件​ ​超时/行为​
FIN-WAIT-1 发送第一个FIN后 等待对方ACK,超时重传FIN
FIN-WAIT-2 收到ACK后 等待对方FIN,若超时直接关闭
CLOSE-WAIT 收到第一个FIN后 由应用层决定何时发FIN(可能长时间)
LAST-ACK 发送最后一个FIN后 等待最终ACK,超时重传FIN
TIME-WAIT 发送最后一个ACK后 等待2MSL(默认60秒)后关闭

​4. TIME-WAIT 状态的必要性​

  • ​可靠终止​​:确保最后一个ACK到达服务端(若丢失,服务端会重传FIN)。
  • ​避免旧连接干扰​​:2MSL(报文最大生存时间)确保网络中残留报文失效。
  • ​副作用​​:高并发短连接时可能导致端口耗尽(可通过 SO_REUSEADDR 复用端口)。

​5. 异常场景处理​

​场景1:主动方最后ACK丢失​

  • 服务端重传FIN,客户端在 TIME-WAIT 状态下可重新回复ACK。
  • 若客户端已完全关闭,服务端达到重试上限(tcp_orphan_retries)后强制关闭。

​场景2:被动方不关闭(CLOSE-WAIT堆积)​

  • ​原因​​:服务端应用未调用 close()(如代码Bug)。
  • ​风险​​:连接泄漏,耗尽资源。
  • ​解决​​:
    # 监控CLOSE-WAIT连接数
    netstat -ant | grep CLOSE_WAIT | wc -l

    # 调整内核参数(缩短超时)
    echo 30 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_fin_timeout

​场景3:主动方崩溃​

  • 若客户端在 FIN-WAIT-1 或 FIN-WAIT-2 状态崩溃,服务端通过保活机制(Keepalive)检测后关闭。

​6. 优化建议​

  • ​快速回收TIME-WAIT​​(仅适用于安全内网):
    echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_recycle # (Linux 4.1+已移除)
    echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_reuse # 允许复用TIME-WAIT连接
  • ​应对SYN Flood和TIME-WAIT攻击​​:
    # 调整MSL时间(默认60秒)
    echo 30 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_fin_timeout
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