字節二面：TCP斷開連接是怎樣的？
前言
大家好，我是田螺。
有位星球粉絲去字節面試，被問了這道題：TCP斷開連接是怎么樣的？
大家第一感覺會不會不知道怎么去回答？其實呢，就是換個角度在問TCP的四次揮手過程而已。
TCP斷開連接（也稱為TCP連接終止或關閉連接）是指在TCP協議中，通信雙方結束會話并釋放占用的資源的過程。斷開連接使用了一個類似于建立連接的四次揮手過程，以確保雙方都安全地關閉連接。
如果是我，我會按這幾個角度來回答：
- 四次揮手過程
- TCP揮手為什么需要四次呢？
- TIME-WAIT 狀態為什么需要等待 2MSL
1. 四次揮手過程
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- 第一次揮手(FIN=1，seq=u)，發送完畢后，客戶端進入FIN_WAIT_1 狀態
- 第二次揮手(ACK=1，ack=u+1,seq =v)，發送完畢后，服務器端進入CLOSE_WAIT 狀態，客戶端接收到這個確認包之后，進入 FIN_WAIT_2 狀態
- 第三次揮手(FIN=1，ACK1,seq=w,ack=u+1)，發送完畢后，服務器端進入LAST_ACK 狀態，等待來自客戶端的最后一個ACK。
- 第四次揮手(ACK=1，seq=u+1,ack=w+1)，客戶端接收到來自服務器端的關閉請求，發送一個確認包，并進入 TIME_WAIT狀態，等待了某個固定時間（兩個最大段生命周期，2MSL，2 Maximum Segment Lifetime）之后，沒有收到服務器端的 ACK ，認為服務器端已經正常關閉連接，于是自己也關閉連接，進入 CLOSED 狀態。服務器端接收到這個確認包之后，關閉連接，進入 CLOSED 狀態。
2. TCP揮手為什么需要四次呢？
舉個例子吧! 假設小明和小紅打電話聊天，差不多要結束了：
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小明和小紅打電話聊天，通話差不多要結束時，小紅說“我沒啥要說的了”，小明回答“我知道了”。但是小明可能還會有要說的話，小紅不能要求小明跟著自己的節奏結束通話，于是小明可能又嘰嘰歪歪說了一通，最后小明說“我說完了”，小紅回答“知道了”，這樣通話才算結束。”
3. TIME-WAIT 狀態為什么需要等待 2MSL
MSL，Maximum Segment Lifetime，是指一個 TCP 報文段在網絡中存活的最長時間、 2MSL，即兩個最大段生命周期。我們先回頭看看揮手這張圖：
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- 第一個 MSL 確保所有在網絡中延遲的報文段（包括 FIN 和 ACK）能夠到達。
- 第二個 MSL 確保如果對方未收到 ACK 而重傳 FIN，該報文能夠到達并被正確處理。
專業點說，等待2MSL是為了確保 TCP 連接的可靠性和一致性。
3.1. 確保最后的 ACK 能夠被對方接收
當主動關閉的一方發送最后一個 ACK 后，如果這個 ACK 報文在傳輸過程中丟失，另一方會重新發送 FIN 報文。TIME-WAIT 狀態的 2MSL 時間足夠長，可以確保如果對方沒有收到 ACK，重發的 FIN 報文仍然能夠被接收到并處理，重新發送 ACK。如果主動關閉的一方在發送 ACK 后立即關閉了連接，那么對方如果重發 FIN，將不會收到響應，可能導致連接未能正常關閉。
3.2 防止舊的重復報文段影響新連接
TCP 連接的每個報文段都有一個序列號。如果一個 TCP 連接在關閉后立即被重新建立，而之前的連接中傳輸的某些報文由于網絡延遲而滯后到達，這些舊的報文段可能會被誤認為是新連接的一部分，從而引起混亂。TIME-WAIT 狀態等待 2MSL 的時間，足夠讓網絡中所有舊的報文段都過期，從而避免它們對新連接造成干擾。
3.3 一些類似的后端思想
郵件確認鏈接：
在用戶注冊或重置密碼時，系統通常會發送一封確認郵件，要求用戶點擊鏈接以驗證其操作。這一過程可能設置一個有效期，在有效期內，如果用戶沒有完成確認，操作將被取消。這類似于 TIME-WAIT 狀態中的等待，以確保操作的確認和安全。
