题目
TCP四次挥手过程及TIME_WAIT状态分析
信息
- 类型：问答
- 难度：⭐⭐
考点
TCP连接终止流程,四次挥手状态转换,TIME_WAIT状态作用
快速回答
TCP四次挥手是可靠终止连接的过程：
- 主动关闭方发送FIN报文
- 被动关闭方回复ACK，进入CLOSE_WAIT状态
- 被动关闭方发送FIN报文
- 主动关闭方回复ACK，进入TIME_WAIT状态
TIME_WAIT状态持续2MSL（最大报文生存时间），作用：
- 确保最后一个ACK到达
- 让旧连接的报文在网络中消失
解析
四次挥手完整流程
以客户端主动关闭为例：
- FIN_WAIT_1：客户端发送FIN报文（seq=u）
- CLOSE_WAIT：服务端收到FIN后回复ACK（ack=u+1）
- FIN_WAIT_2：客户端收到ACK后等待服务端FIN
- LAST_ACK：服务端发送FIN报文（seq=v）
- TIME_WAIT：客户端回复ACK（ack=v+1）并启动2MSL计时器
- CLOSED：服务端收到ACK后关闭连接，客户端2MSL超时后关闭
状态转换示意图
Client Server
|--- FIN ----------------------->| (FIN_WAIT_1)
|<------- ACK -------------------| (CLOSE_WAIT)
|(FIN_WAIT_2) |
|<------- FIN -------------------| (LAST_ACK)
|------- ACK ------------------->| (TIME_WAIT)
|(等待2MSL) |(CLOSED)
|(CLOSED) |TIME_WAIT关键作用
- 可靠终止：若最后一个ACK丢失，服务端重传FIN时客户端能重新响应
- 消除旧报文：2MSL（通常60-120秒）确保网络中残留报文过期
- 防止串连：避免相同四元组的新连接收到旧数据
最佳实践与常见问题
| 场景 | 处理方案 |
|---|---|
| 服务器TIME_WAIT过多 | 启用socket选项SO_REUSEADDR允许重用端口 |
| 客户端资源耗尽 | 调整内核参数net.ipv4.tcp_tw_recycle（谨慎使用） |
| 连接卡在CLOSE_WAIT | 检查应用层是否未调用close()释放连接 |
代码示例（C伪代码）
// 主动关闭方
close(socket); // 触发发送FIN
// 被动关闭方
while (recv(socket) != FIN) {...}
send_ack(); // 步骤2
// ...处理剩余数据...
send_fin(); // 步骤3扩展知识
- 同时关闭：双方同时发送FIN时，会进入FIN_WAIT_1→CLOSING→TIME_WAIT特殊路径
- MSL计算：Linux默认60秒（/proc/sys/net/ipv4/tcp_fin_timeout控制）
- RST替代FIN：异常关闭时发送RST跳过挥手过程，但可能导致数据丢失
