TCP协议的四次挥手
通常我们都知道，TCP协议是通过三次握手来建立连接的，为什么TCP协议需要四次挥手来关闭连接？
1. 为什么需要四次挥手？
四次挥手的目的，是为了确保TCP连接能够安全地、可靠地关闭，避免数据丢失或不完全传输。具体的原因有两个：
- 消息确认机制：TCP协议是一个可靠的协议，在发送数据时，需要进行消息的确认（ACK）。当客户端请求关闭连接时，服务器必须确认接收到关闭请求后才会继续关闭。
- 缓冲区和任务处理：TCP不仅有发送缓冲区，还有接收缓冲区。在关闭连接时，服务器可能还在接收缓冲区处理中数据，因此不能立即关闭连接，必须等到数据处理完毕。
2. 四次挥手的过程
四次挥手的具体过程如下：
- 第一次挥手（客户端发起） ：
客户端首先发送一个“FIN”标志位的报文段，表示自己已经没有数据要发送了，准备断开连接。 - 第二次挥手（服务器回应） ：
服务器收到客户端的“FIN”报文后，发送一个“ACK”确认报文，表示已收到客户端的断开请求，并同意断开连接。但此时，服务器可能还没有完成数据处理，它需要继续处理缓冲区中的数据。 - 第三次挥手（服务器发送） ：
当服务器完成数据处理后，它会向客户端发送一个“FIN”报文，表示服务器端的数据已经发送完毕，准备关闭连接。 - 第四次挥手（客户端回应） ：
客户端收到服务器的“FIN”报文后，会发送一个“ACK”确认报文，确认接收到了服务器的断开请求，至此，连接完全关闭。
3. 为什么需要四次挥手？
四次挥手需要完成两项任务：
- 数据传输的可靠性：在TCP协议中，消息的确认（ACK）机制确保了双方的数据交互是可靠的。当客户端发送请求断开连接时，服务器需要确认收到请求。
- 缓冲区的处理：TCP有发送缓冲区和接收缓冲区。客户端请求断开连接后，服务器可能尚未处理完接收到的数据，因此需要进行处理并最终发送“FIN”报文，表示数据已完成传输。
4. 比喻解释四次挥手
为了帮助理解，可以用一个日常的比喻：
假设有一个人想要和他的伴侣分手。这个过程大致可以类比为TCP的四次挥手：
- 第一次：“我想和你分手。”
- 第二次：“好，我收到了，等我把东西收拾好再说。”
- 第三次：“我已经收拾好东西了，现在可以分手。”
- 第四次：“我确认已经拿到我的东西，我们可以分开了。”
其中的“拿东西”过程，可以类比为TCP的接收缓冲区任务。在这个过程中，服务器需要确保所有的数据都已经处理完，才能完成最终的断开连接。
5. 进一步细节
- ACK确认：每次挥手中的“ACK”确认步骤是TCP协议的一个重要特性，确保双方都知道对方的状态。只有在每个阶段都确认对方的消息后，连接才会安全关闭。
- 为什么不能用三次挥手？ ：三次挥手理论上是可以实现的，但实际上TCP的延迟应答和捎带应答机制允许服务器在没有立即关闭连接的情况下，延迟发送ACK确认报文。这样可以在数据处理完之前进行更多的缓冲区操作。
6. 结论
总结来说，四次挥手的过程是TCP协议为了确保连接在关闭时能保证数据完整性、安全性以及避免数据丢失所设计的。通过这种方式，TCP能够在双方确认并处理完所有数据后，安全地关闭连接。
