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引言
前段時間一直在準(zhǔn)備面試，本以為準(zhǔn)備的挺好，然而被騰訊面試官問道網(wǎng)絡(luò)問題的時候，發(fā)現(xiàn)自己對TCP協(xié)議的理解真的是停留在表面，不夠深入。于是本著提高自己的想法，去查了些資料，這里主要是總結(jié)我對TCP建立與斷開連接過程的理解。你可以在
這里
<https://wukongcoo1.github.io/2019/09/02/TCP%E7%9A%84%E4%B8%89%E6%AC%A1%E6%8F%A1%E6%89%8B%E4%B8%8E%E5%9B%9B%E6%AC%A1%E6%8C%A5%E6%89%8B/>
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常見題目
在面試中網(wǎng)絡(luò)問題是一定會考察的，而TCP協(xié)議則是考察網(wǎng)絡(luò)知識的重點。經(jīng)常會被問道的問題如下：
* 請講一下TCP協(xié)議建立連接的過程
* 請介紹TCP協(xié)議中的三次握手和四次揮手是怎么樣的
* 為什么TCP協(xié)議要三次握手來確立連接，而不是兩次，也不是4次
* TCP連接發(fā)起是的syn序號為什么不能從同一個序號開始，比如說1
接下來，我將介紹我理解的TCP三次握手和4次揮手的過程，如果錯誤還請指正，謝謝。
TCP協(xié)議
三次握手過程
首先需要服務(wù)器監(jiān)聽特定的端口，等待客戶端來請求連接。當(dāng)客戶端需要建立連接時，客戶端會先向服務(wù)器發(fā)送syn報文，將報文中syn置為隨機生成的序號n（這里假設(shè)序號為1000）。服務(wù)器收到同步報文后，會回復(fù)一個ack報文，把ACK位置位n+1（這里的序號應(yīng)該為1001），同時設(shè)置syn為y（這里假設(shè)為2000）。客戶端收到服務(wù)器發(fā)送的ack報文后，會回復(fù)一個ACK報文給服務(wù)器，其中ACK位置為y+1（這里即為2001）。當(dāng)服務(wù)器收到ACK消息后，即認(rèn)為連接進入穩(wěn)定狀態(tài)。狀態(tài)機與流程圖如下：
四次揮手過程
當(dāng)client從app接收到關(guān)閉指令后，client會給server發(fā)送FIN消息（表明client不會再給server發(fā)送數(shù)據(jù)），client進入finish-wait-1狀態(tài)。server收到finish消息后，回復(fù)確認(rèn)消息ack給client，自身進入close-wait狀態(tài)。client接收到ack消息后，進入到FIN-WAIT-2狀態(tài)。并且在此狀態(tài)等待服務(wù)器發(fā)送finish消息。當(dāng)server接收到app的關(guān)閉指令后，server給client發(fā)送FIN消息。服務(wù)器進入到LAST-ACK狀態(tài)。客戶端收到FIN消息后，會回復(fù)ACK消息，同時進入到TIME-WAIT狀態(tài)，來等待server收到ack消息，客戶端會在接下來的2MSL（maximum
segment
lifetime）的時間內(nèi)保持TIME-WAIT狀態(tài)。為什么是2MSL時間呢，一是為了server有足夠的時間收到ACK消息，并在消息丟失時重發(fā)。二是為了在此連接結(jié)束后的后續(xù)連接提供緩沖期。如果不是2倍MSL的話，就可能混合來自不同連接的數(shù)據(jù)包，造成消息混亂。狀態(tài)機與流程圖如下：
完整過程
以下為TCP從建立連接到斷開的完整流程圖
開始答題
有了上面的介紹，基本能夠回答前兩個問題。
請講一下TCP協(xié)議建立連接的過程
看上面
請介紹TCP協(xié)議中的三次握手和四次揮手是怎么樣的
看上面
為什么TCP協(xié)議要三次握手來確立連接，而不是兩次，也不是4次
首先呢，根本不存在可靠的連接，tcp只是提供相對可靠的連接。三次握手的主要目的是交換通信需要的參數(shù)，主要是server與client的syn序號，這個序號是用于收發(fā)數(shù)據(jù)的。如果只有兩次握手的話，當(dāng)服務(wù)器發(fā)送ack+syn消息后，就會認(rèn)為建立了穩(wěn)定連接，這個時候如果ack+syn丟失了，client并沒有收到這個消息，那么客戶端就會認(rèn)為連接建立不成功，而直接進入close狀態(tài)。這樣就會造成，server一直在哪傻等，永遠(yuǎn)不會有client來發(fā)送數(shù)據(jù)，這就會造成服務(wù)器資源的浪費。至于為什么不是四次握手，是因為握手三次成功以后，就可以認(rèn)定當(dāng)前連接是可靠的了，不然的話還需要client與server互相之間發(fā)送ack消息，這樣就無休無止了。
TCP連接發(fā)起是的syn序號為什么不能從同一個序號開始，比如說1
因為現(xiàn)實中的網(wǎng)絡(luò)狀況不可預(yù)知，比如說客戶端在第一次連接時，使用序號為1為初始序號進行數(shù)據(jù)發(fā)送，發(fā)送了1到30的數(shù)據(jù)片段，這個時候因為網(wǎng)絡(luò)問題斷開了連接。然后客戶端是syn為1重新建立了新的連接，這個時候服務(wù)器收到了之前發(fā)送的30個字節(jié)的數(shù)據(jù)，服務(wù)器就會以為這30個字節(jié)的數(shù)據(jù)是新發(fā)的，這就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)混亂。
參考資料
說明，本文所有圖片均來自The TCP/IP Guide
<http://www.tcpipguide.com/free/t_TCPConnectionTermination-2.htm>。
參考資料如下：
The TCP/IP Guide
<http://www.tcpipguide.com/free/t_TCPConnectionTermination-2.htm>
TCP為什么需要3次握手與4次揮手 <https://blog.csdn.net/xifeijian/article/details/12777187>
TCP三次握手四次揮手詳解 <https://zhuanlan.zhihu.com/p/40013850>
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