TCP是一個面向連接的協議，無論哪一方向另一方發送數據之前，都必須先在雙方之間家里一條連接。

而建立一個TCP連接需要三次握手，這個我在昨天的文章中已詳細說明，這里就不提了。

還沒看過的同學看這里👇

《為什么TCP 要采用「3次握手」建立連接?1個例子教會你~》

今天講講TCP連接的終止，也就是我們平時說的四次揮手。

這是由于TCP的半關閉 ( half-close)造成的。

因為一個TCP連接時全雙工(即數據在兩個方向上能同時傳遞)，因此每個方面必須單獨地進行關閉。

需要注意的是，收到一個FIN 只意味著在這一方向上沒有數據流動，但一個TCP連接在收到一個FIN之后仍能發送數據。

TCP 連接終止過程，如圖1所示 ：

• TCP 客戶端發送一個FIN ，用來關閉從客戶端到服務器的數據傳送;
• 當服務器收到這個FIN ，它發回一個ACK ，確認序號為收到的序號加1 。一個FIN 也將占用一個序號;
• 服務器程序首先傳送一個文件結束符，然后服務器關閉它的連接，發送一個FIN 到客戶端;
• 客戶端回復一個確認。

最大報文段長度(MSS)表示TCP 傳往另一端的最大塊數據塊的長度。當建立一個TCP連接時，每一方都有用于通告它期望接收的MSS選項 ( MSS選項只能出現在SYN報文段中) 。

如果一方沒有接收到來自另一方的MSS值，則 MSS就定為默認值536字節(這個默認值允許20 字節的IP 首部和20字節的TCP首部以適合576 字節的IP數據報)。

MSS讓主機限制另一端發送數據報的長度，加上主機也能控制它發送數據報的長度，這將使以較小MTU接收到一個網絡上的主機避免分段。

圖1

半連接：TCP 連接的一端在結束它的發送之后還能接收到來自另一端數據的能力。

TCP 的狀態變遷圖(如圖所示)：

ESTABLISHED狀態是連接雙方能夠進行雙向數據傳送的狀態。

當 SYN_RCVD(圖中SYN 收到)狀態是從LISTEN狀態(正常情況)進入，而不是從SYN_SENT狀態(同時打開)進入時，從SYN_RCVD回到 LISTEN狀態變遷才是有效的。

這意味著如果執行被動打開(進入LISTEN)，收到一個SYN，發送一個帶ACK的 SYN(進入SYN_RCVD)，然后收到一個RST，而不是一個ACK，便又回到LISTEN狀態并等待另一個連接請求的到來。

TIME_WAIT狀態也成為2MSL等待狀態。

當 TCP 執行一個主動關閉，并發回最后一個ACK ，該連接必須在TIME_WAIT狀態停留 的時間為2倍的MSL 。

這樣可讓TCP再次發送最后的ACK以防這個ACK丟失(另一端超時并重發組后的FIN )。

一個 socket對(即包含本地IP 地址、本地端口、遠端IP 地址和遠端端口的4 元組)在TCP連接處于2 MSL 等待期間，將不能再次被使用。

盡管許多具體的實現中允許一個進程重新使用仍處于2 MSL 等待的端口(通常是設置選項SO_REUSEADDR)，但TCP 不能允許一個新的連接建立在相同的插口上。

無論何時一個報文段發往基準的連接(即，由目的IP地址和目的端口號以及源IP地址和源端口號指明的連接)出現錯誤，TCP都會發回一個復位報文段。

異常終止(發送一個復位(RST )報文段而不是FIN 來中途釋放一個連接)一個連接對應用程序來說有兩點好處：

• 丟棄任何待發數據并立即發送復位報文段;
• RST 的接收方會區分另一端執行的是異常關閉還是正常關閉。在正常關閉的情況，需要在所有排隊數據都已發送之后才發送FIN 。因此，正常情況下沒有任何數據丟失。

Socket API通過“ linger to close選項”(SO_LINGER)提供這種異常關閉的能力。

如果一方已經關閉或異常終止連接而另一方卻還不知道，這樣的TCP 連接成為半打開(Half-Open)的。

任何一端的主機異常都可能導致這種情況的發生。

只要不打算在半打開連接上傳輸數據，仍處于連接狀態的一方就不會檢測另一方已經出現異常。

發生半打開連接的另一個常見原因是，當客戶主機突然掉電而不是正常的結束客戶應用程序后在關機。

TCP 連接在同時打開的情況下，僅建立一條連接而不是兩條連接。

下圖顯示了同時打開期間報文段的交換。

兩端幾乎在同時發送SYN ，并進入SYN_SENT狀態。

當每一端收到SYN時，狀態為SYN_RCVD，同時它們都再發送SYN并對收到的SYN進行確認。

當雙方都收到SYN及相應的ACK時，狀態都邊前衛ESTABLISHED。

因此，一個同時打開的連接需要交換4個報文段。

同時關閉 ：當應用層發送關閉命令時，兩端均從ESTABLISHED變為 FIN_WAIT_1。

這將導致雙方各發送一個FIN，兩個FIN 經過網絡傳送后分別到達另一端。

收到FIN后，狀態由FIN_WAIT_1變遷到CLOSING，并發送最后的ACK。

當收到最后的ACK時，狀態變化為TIME_WAIT。

下圖總結了這些變化。

再如下圖，顯示了當前TCP選項的格式，這些選項的定義來自于RFC 793和RFC1323 。

每個選項的開始是1字節kind字段，說明選項的類型。

好了，今天的分享就到這了。