TCP 四次挥手的过程

TCP 四次挥手的过程

在 TCP 通信的结束时，客户端与服务器端都需要向对方发送一个 FIN 报文段以终止连接。四次挥手的具体过程如下：

1. 客户端主动关闭连接，发送一个 FIN 报文段
2. 服务器收到客户端发送的 FIN 报文段后，向客户端回复一个 ACK 报文段，表示已经收到了客户端的终止请求
3. 服务器关闭连接，向客户端发送一个 FIN 报文段
4. 客户端收到服务器发送的 FIN 报文段后，向服务器回复一个 ACK 报文段，表示已经收到了服务器的终止请求。

此时，TCP 连接已经彻底关闭，双方不再进行数据传输。

TIME_WAIT 的作用及为什么设置两倍 MSL 时间

在 TCP 四次挥手过程中，一方发送完最后的 ACK 报文段后并不会立刻关闭连接，而是要等待一个 TIME_WAIT 的状态，这个状态的作用有以下几点：

1. 确保对方已经收到了自己的 ACK 报文段，如果没有收到可以重传，避免出现连接中断但还存在未确认的数据包等问题。
2. 等待一段时间，确保对方没有发送其他的数据包，防止出现错误的重复连接等问题。
3. 等待一段时间，确保旧的连接状态已经被清除，不会对新连接产生影响。

MSL 时间是 TCP 协议中的一个参数，表示最大报文存活时间。设置 TIME_WAIT 的时间至少为两倍 MSL 的原因如下：

1. 确保在网络中传输的所有报文都已经消失，防止旧数据包干扰新的连接。
2. 在一些网络环境下，可能会出现一些延迟或重传等问题，如果只设置 MSL 时间，可能会出现连接还没有完全关闭就被错误地重用的问题。

因此，通过将 TIME_WAIT 设置为两倍 MSL，可以确保连接被彻底关闭并且不会对新连接造成任何影响。

以下是 Java 实现 TCP 四次挥手过程的示例代码：

import java.io.*;
import java.net.*;

public class TCPClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String host = "localhost";
        int port = 9999;

        Socket clientSocket = new Socket(host, port);

        PrintWriter out = new PrintWriter(
                clientSocket.getOutputStream(), true);
        BufferedReader in = new BufferedReader(
                new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
        BufferedReader stdIn = new BufferedReader(
                new InputStreamReader(System.in));

        String userInput;
        while ((userInput = stdIn.readLine()) != null) {
            out.println(userInput);

            if (userInput.equals("bye")) {
                break;
            }

            System.out.println("Server: " + in.readLine());
        }

        in.close();
        out.close();
        stdIn.close();
        clientSocket.close();
    }
}

import java.io.*;
import java.net.*;

public class TCPServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        int port = 9999;

        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
        Socket clientSocket = serverSocket.accept();

        PrintWriter out = new PrintWriter(
                clientSocket.getOutputStream(), true);
        BufferedReader in = new BufferedReader(
                new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));

        String inputLine;
        while ((inputLine = in.readLine()) != null) {
            if (inputLine.equals("bye")) {
                break;
            }

            System.out.println("Client: " + inputLine);
            out.println(inputLine.toUpperCase());
        }

        out.close();
        in.close();
        clientSocket.close();
        serverSocket.close();
    }
}

在示例中，客户端向服务器发送消息，并且在收到服务器回复后继续发送，直到发送 bye 指令结束连接。服务器接收到消息后将其转换为大写并返回给客户端，直到收到 bye 指令结束连接。