TCP常见问题

一、两种状态图

四次挥手

二、常见问题

1、MSL是什么

MSL是Maximum Segment Lifetime的英文缩写，可译为“最长报文段寿命”，它是任何报文在网络上存在的最长时间，超过这个时间报文将被丢弃。

3、为何等待2MSL

为了保证客户端发送的最后一个ACK报文段能够到达服务器。因为这个ACK有可能丢失，从而导致处在 LAST-ACK 状态的服务器收不到对 FIN-ACK 的确认报文。服务器会超时重传这个FIN-ACK，接着客户端再重传一次确认，重新启动时间等待计时器。最后客户端和服务器都能正常的关闭。假设客户端不等待2MSL，而是在发送完ACK之后直接释放关闭，一但这个ACK丢失的话，服务器就无法正常的进入关闭连接状态。即：
保证客户端发送的最后一个ACK报文段能够到达服务端。

这个ACK报文段有可能丢失，使得处于 LAST-ACK 状态的B收不到对已发送的 FIN+ACK 报文段的确认，服务端超时重传 FIN+ACK 报文段，而客户端能在2MSL时间内收到这个重传的FIN+ACK 报文段，接着客户端重传一次确认，重新启动2MSL计时器，最后客户端和服务端都进入到 CLOSED 状态，若客户端在 TIME-WAIT 状态不等待一段时间，而是发送完ACK报文段后立即释放连接，则无法收到服务端重传的 FIN+ACK 报文段，所以不会再发送一次确认报文段，则服务端无法正常进入到 CLOSED 状态。

（2）防止“已失效的连接请求报文段”出现在本连接中。

客户端在发送完最后一个ACK报文段后，再经过2MSL，就可以使本连接持续的时间内所产生 的所有报文段都从网络中消失，使下一个新的连接中不会出现这种旧的连接请求报文段。

3、为何三次握手，不握手、握手一次、两次行吗

1、无法确保双方通信能力
在三次握手过程中，客户端和服务器都发送和接收了数据包，以此来确认彼此具备发送和接收数据的能力。如果缺少握手步骤，服务器可能无法确认客户端的接收能力，这可能导致通信过程中的数据丢失或错误.
2、可能导致过期连接请求被接受
网络中数据包可能因网络拥塞、路由错误等原因延迟到达 。若只有两次握手，客户端可能因等待服务器响应超时而重发连接请求，服务器可能会接收到多个连接请求，导致资源浪费和数据混乱。而三次握手的第三次握手可以避免这种情况，确保双方确认通信状态是新的，而非旧连接.
3、难以同步初始序列号
三次握手过程中，客户端和服务器会交换彼此的初始序列号，该序列号在后续数据传输中用于确保数据的顺序性和完整性。若缺少第三次握手，可能无法正确地同步这些序列号，从而影响数据的可靠传输.
4、容易出现半开连接状态
只进行两次握手，可能会导致半开连接状态的出现，即一端已经准备好发送数据，但另一端却没有确认连接建立。这种状态可能会导致资源浪费或者连接泄漏。而第三次握手可以确保双方都已经确认了连接的建立，避免了半开连接状态的出现.
5、存在安全隐患
减少握手次数会增加遭受攻击的风险，例如 SYN 洪泛攻击。攻击者可能会发送大量伪造的 SYN 请求，导致服务器建立大量半连接，消耗服务器资源，甚至使服务器瘫痪.

4、为何四次挥手，三次行吗，两次行吗

1、为什么三次挥手不太合适
在 TCP 连接关闭过程中，需要考虑到双向的数据传输通道。假设客户端（A）和服务器（B）之间有数据传输，当 A 想要关闭连接时，A 发送一个 FIN（结束标志）给 B，此时 A 到 B 这个方向的数据传输通道 A 认为可以关闭了，这是第一次挥手。
B 收到 FIN 后，会回复一个 ACK（确认标志）给 A，这表示 B 已经收到了 A 的关闭请求，此时这个 ACK 只是确认了 A 到 B 方向的通道关闭请求，这是第二次挥手。但是 B 可能还有数据要发送给 A，所以不能直接关闭 B 到 A 方向的通道。
只有当 B 发送完自己的数据后，B 再发送一个 FIN 给 A，这是第三次挥手，表示 B 到 A 这个方向的数据传输通道也可以关闭了。
最后 A 收到 FIN 后，回复一个 ACK 给 B，这是第四次挥手，确认 B 到 A 方向的通道关闭。
如果只有三次挥手，就可能出现 B 还有数据没发送完，但是连接却被强制关闭的情况，导致数据丢失。
2、两次挥手存在的问题
如果只有两次挥手，当 A 发送 FIN 给 B 后，B 回复 ACK，然后直接关闭连接。这就完全没有考虑 B 到 A 方向的数据传输情况。
例如，B 可能还有大量的数据正在发送给 A 的途中，或者 B 还没来得及处理 A 的关闭请求（比如 B 的接收缓冲区还有数据没处理完），这种情况下直接关闭连接会导致数据丢失、数据不完整等问题。
而且从网络状态的维护角度来看，两次挥手不能准确地告知双方两个方向的连接都已经妥善处理完毕，会使得网络状态变得混乱，不利于网络资源的合理回收和再利用。