TCP四次挥手及其相关问题

TCP四次挥手

第一次挥手：客户端发送一个FIN为1，序列号随机生成的报文给服务器（假设序列号为M），进入FIN_WAIT_1状态；

第二次挥手：服务器收到这个报文之后，发送一个ACK为1，acknowledge number=M+1的应答报文给客户端，进入CLOSE_WAIT状态。此时客户端已经没有要发送的数据了，但仍可以接受服务器发来的数据。

第三次挥手：服务器发送一个FIN为1，序列号随机生成的报文给客户端（假设序列号为N），进入LAST_ACK状态；

第四次挥手：客户端收到服务器的FIN报文后，进入TIME_WAIT状态；接着发送一个ACK为1，acknowledge number=N+1给服务器；服务器收到后，确认acknowledge number是否为N+1，变为CLOSED状态，不再向客户端发送数据。客户端等待2*MSL（报文段最长寿命）时间后，也进入CLOSED状态。完成四次挥手。

为什么不能把服务器发送的ACK和FIN合并起来，变成三次挥手（大多数情况下）

应为服务器收到客户端的FIN报文时有可能还没有做好断开连接的准备（如还有部分数据没有发给客户端，还在继续发送），但需要先发送一个ACK报文告诉客户端我收到了断开连接的请求，等服务器准备好了，再发一个FIN报文给客户端，告诉客户端可以断开连接了。

如果第二次挥手时服务器的ACK报文没有送达客户端，会怎样？

由于客户端没有收到ACK报文，客户端会继续发送FIN报文给服务器

客户端等待2*MSL的意义是什么

因为客户端给服务器发送的ACK报文可能会丢失，TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。如果服务器没有收到ACK报文，就会重发FIN，如果客户端在2*MSL的时间内收到了FIN，就会重新发送ACK并再次等待2MSL，防止服务器没有收到ACK而不断重发FIN。

为什么是2*MSL

MSL(Maximum Segment Lifetime)，指一个片段在网络中最大的存活时间，2MSL就是一个发送和一个回复所需的最大时间。如果直到2MSL，客户端都没有再次收到FIN，那么客户端推断ACK报文已经被成功接收，则结束TCP连接。

什么情况下四次挥手可以变为三次

服务器收到客户端的FIN报文时，已经准备好了断开连接（没有数据要发送了）+开启了捎带应答，就可以讲ACK报文和FIN报文合并发送，变为三次挥手

什么是捎带应答机制

当发送没有携带数据的 ACK，它的网络效率也是很低的，因为它也有 40 个字节的 IP 头 和 TCP 头，但却没有携带数据报文。

为了解决 ACK 传输效率低问题，所以就衍生出了 TCP 延迟确认。

TCP 延迟确认的策略：

当有响应数据要发送时，ACK 会随着响应数据一起立刻发送给对方

当没有响应数据要发送时，ACK 将会延迟一段时间，以等待是否有响应数据可以一起发送

如果在延迟等待发送 ACK 期间，对方的第二个数据报文又到达了，这时就会立刻发送 ACK