【TCP/IP】TCP 断开实验

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一、前言

实验结论：

• TCP 连接断开的挥手，在进程崩溃时，会由操作系统内核代劳
• 当 TCP 连接建立后，如果某一方断电或断网，如果此时刚好正在发送数据，TCP 数据包发送失败后会重试，重试达到上限时也会断开连接
• 当 TCP 连接建立后，如果某一方断电或断网，且这条连接没有数据传输时
  • 如果开启了 KeepAlive 则会在一定心跳检测后断开连接，这个默认检测时间大概2个多小时，比较久
  • 如果未开启 KeepAlive 则连接永远存在
• 如果一方发送 RST 包给另一方，也是会强制对方断开连接的

先来看下 TCP 连接（三次握手） 和 TCP 断开（四次挥手）。

TCP 连接（三次握手）

在本地开启服务，端口 8080.

0. 查看接口：lsof -i:8080

$ lsof -i:8080
COMMAND  PID   USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
java     902 donald  141u  IPv6 564055      0t0  TCP *:http-alt (LISTEN)
java     902 donald  151u  IPv6 574494      0t0  TCP localhost:http-alt->localhost:43254 (ESTABLISHED)
nc      1009 donald    3u  IPv4 569733      0t0  TCP localhost:43254->localhost:http-alt (ESTABLISHED)

1. 使用 tcpdump 抓包：

$ sudo tcpdump -A -vv -i any -S host 127.0.0.1

2. 连接本地服务：nc -v 127.0.0.1 8080

$ nc -v 127.0.0.1 8080
Connection to 127.0.0.1 8080 port [tcp/http-alt] succeeded!

抓包输出如下：

• [S] 代表 SYN
• [.] 代表 ACK
• [S.] 就是 SYN + ACK

TCP 断开（四次挥手）

连接本地服务：nc -v 127.0.0.1 8080 ，并断开 CTRL + C

$ nc -v 127.0.0.1 8080
Connection to 127.0.0.1 8080 port [tcp/http-alt] succeeded!
^C

输出结果如下：

二、实验

问题：

1. 断电/断网时，client 连接如何断开？
2. 断电/断网后，server 重启再恢复又会如何？

带着这两个问题，来看下：

（1）断电/断网时，client 连接如何断开？

想想都知道，程序关闭，释放资源，当然会断开。

但程序意外或强制杀死了？进程突然被 kill -9 了呢？

实验步骤：

1. 启动服务
2. 启动 client 去连接服务
3. tcpdump 抓包 client

会发现，进程异常终止，操作系统会帮忙断开连接（四次挥手）。

那断电/断网呢？连接不会立刻断开，因为 TCP 重传机制。

（2）断电/断网后，server 重启再恢复又会如何？

如果 client 与 server 建立连接后，没有数据传输，断掉 server 端的网络，这时如果把 server 程序重启一下，再恢复网络，那这条连接还能用吗？

• 如果 server 重启后，client 还是不发数据，那这条连接看起来还是可用的，因为他们根本不知道对方是个什么情况
• 如果此时 client 发送一点数据给 server，你会发现 server 会发送一个 RST 给 client，然后 client 就断开连接了