TCP三次握手四次挥手相关问题探讨

TCP的握手挥手和状态转换是很多网络问题的基础。在此进行相关问题的讨论及记录。

首先，这幅图大致介绍了TCP连接和断开的过程：

注意其中的几个状态：

LISTEN, SYN-SEND, SYN-RCVD, ESTABLISHED, FIN-WAIT-1, CLOSE-WAIT, FIN_WAIT-2, LAST-ACK, TIME-WAIT, CLOSE.

貌似还有一些同时发送FIN包的情况，但是容易混淆，所以我觉得可以忽略（最下面补了一张图，其实同时关闭是走到了CLOSING的状态）。

下面，还有一些值得注意的问题：

1. 为什么连接的时候是3次握手，而断开的时候是4次。

Answer: 因为发起连接的时候，ACK和SYN可以一起返回。而断开连接的时候，可能接收方还有数据未发出，所以FIN还不能直接发出，只能先发出ACK.

2. 3次握手，如果最后一个ACK丢失，会怎样。

Answer：接收端会等待ACK超时，然后重新发送之前的SYN+ACK，并且超时会翻倍增加避免网络拥塞。这时候连接还没有建立。如果发送方发送数据报文，会收到接收方返回的RST包。

3. 为什么TIME_WAIT是2MSL。

Answer：

1. 为了防止最后一个ACK丢失。如果ACK丢失，接收方会重新发出FIN，这时发送方需要重发ACK。可以避免接收方反复超时重传。

2. 防止lost duplicatie + incarnation connection的出现。lost duplicate指的是由于网络拥塞而延迟到达的、已经失效的重复包，而incarnation connection指的是新的连接和原来的socket pair一模一样。当这两种情况同时出现时，很可能造成数据混乱。等待2MSL，可以让lost duplicate的包在网络中消失。

内容参考：

http://blog.csdn.net/whuslei/article/details/6667471

http://blog.sina.com.cn/s/blog_5d2054d9010189l2.html

补一张包含同时关闭的TCP状态转移图吧。其实我还是觉得开始的那张图清晰、易懂、易记，哈哈。