图解网络：揭开TCP四次挥手背后的原理，结合男女朋友分手的例子，通俗易懂

你好，这里是网络技术联盟站。

上一节我们图解了TCP的三次握手，了解了三次握手过程的原理、为啥需要三次握手而不是两次握手就能建立连接，那么建立连接时三次握手，那TCP断开连接是如何断开的呢？

本节，瑞哥继续带您图解网络，探究一下TCP四次挥手断开连接背后的原理。

让我们直接开始！

TCP三次握手简单回顾

TCP 是一种全双工协议，为了建立连接，通过三次握手就能建立可靠的链路：

1. 首先客户端将发送一个SYN 消息（SYNchronize 的缩写）表示客户端要建立与服务端的连接。
2. 服务端收到客户端的SYN报文后，回复SYN-ACK报文，包括一个SYN序列号和一个ACK号。
3. 客户端收到服务端的 SYN-ACK 消息后，向服务端发送ACK 消息。

TCP四次挥手

生活中的例子

连接的两端都可以终止 TCP 连接，甚至单侧终止也是可能的，这也称为半开连接，即使一方已经断开连接，另一方仍然可以传输数据。

我们说的四次挥手，指的是双方断开连接。

我们先以生活中例子来解释一下：

小美和小明是大学同学，刚上大学的时候，小明高大帅气，还会打篮球，小美对他非常崇拜，小明也非常喜欢小美，就这样，在一个夜黑风高的夜晚，他们成了情侣。

不过随着时间的推移，加上环境的变化，两个人渐渐失去了热情，所以小美向小明提出了分手。分手的过程就类似于TCP四次挥手：

• 第一次：小美对小明说“小明，相处那么长时间了，我觉得我们不合适，分手吧”
• 第二次：小明听完其实没有太吃惊，但是也不能直接答应啊，不然不就成了铁打的渣男了嘛，所以第二次挥手，他礼貌的说了一下“别，我还有话和你说，其实你蛮好的，不仅人长得漂亮，性格也挺好的，也通情达理，学习也蛮刻苦的，非常开心在大学能够遇到你！”
• 第三次：小明哔哩啪啦也讲的差不多了，是时候露出真面目了，随后他就对小美说“既然你想好了，我再纠缠你也没意思，那就和平分手吧~”
• 第四次：小美听完小明一大堆虚伪的话，非常生气，就甩了一句“那就这样了，互删微信吧，再见！”

然后小明的微信上就会出现大大的红感叹号！

这就是四次挥手，是不是很形象？😀😀😀

下次假如阁下忘了TCP四次挥手的步骤，我想你可以把自己当作渣男想象一下😂😂😂

好了，咱们言归正传，我们好好分析一下TCP四次挥手的原理。

四次挥手原理分析

如图，客户端想要和服务端断开连接：

1. 客户端会发送一个 FIN 消息，FIN 是 FINISH 的缩写，FIN 消息的目的是使 TCP 能够优雅地终止已建立的连接，然后客户端进入称为 FIN-WAIT 状态的状态，在 FIN-WAIT 状态下，客户端继续接收来自服务端的消息，并继续处理已经在队列中的消息，但客户端不会发送任何额外的数据。

这个可以联想，小美在发分手消息过程中，男朋友小明一直在发消息给小美，小美没看的消息就进入到了队列，队列中的消息，小美还是会看的，但是不会再主动回复这些消息。

1. 服务端向客户端发送ACK消息，确认他已经收到了结束的消息了，这个时候服务端将不再接受来自客户端的数据。
2. 服务端可以继续向客户端发送数据（最后交代点事情😂😂），如果服务端没有更多数据要发送，它也会通过发送 FIN 消息来终止连接。
3. 然后客户端向服务端发送ACK确认收到了服务端主动断开的消息。

至此，TCP连接断开！

如图，M和N都是序列号，分别代表是客户端和服务端，也是为了区别服务端和客户端的，比如看到M就想到消息是来自于客户端，看到N就想到消息来自于服务端。

所以过程又变成：

1. 客户端向服务端发送FIN M给服务端。
2. 服务端向客户端发送 ACK M+1，客户端收到M+1，就知道服务端收到了自己的Finish消息。
3. 服务端向客户端发送FIN N代表是服务端主动向客户端发送结束消息。
4. 客户端向服务端回复ACK N+1消息，服务端看到是自己的N，所以就知道客户端也收到了自己的结束消息了。

至此TCP就成功断开连接了。

断开连接的最大生命周期

这里还是举个例子，小美在发完“那就这样了，互删微信吧，再见！”的消息后，会最多等待四分钟，给小明机会去挽留：

假如在这四分钟内，小明没有挽留，那不好意思，彻底结束吧！Game Over！

在【四次挥手原理分析】图中，我们注意到了TIME_WAIT状态，客户端发送最后一个 ACK段后，连接不会立即终止，由于不能保证最后发送的数据包确实已经到达，客户端或服务器最初将保持时间等待状态，直到 ACK 段和任何新 FIN 段的最大生命周期（MSL，Maximum Segment Lifetime ）才能彻底进入CLOSED状态。

这种机制主要出于两种考虑：

1. 防止使用相同源地址、源端口、目的地址和目的端口的其他 TCP 连接接收到延迟的数据段。
2. 保证TCP连接被远程正确关闭，即等待被动关闭连接的一方收到ACK对应的消息。

总结

本文，瑞哥用生动形象的例子给大家阐述了TCP四次挥手的过程，相信大家一看就懂，然后还深入分析了四次挥手的原理，我们来看下本文内容的概况：

• TCP三次握手简单回顾

• TCP四次挥手

  • 生活中的例子
  • 四次挥手原理分析
• 断开连接的最大生命周期
• 总结

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