详解TCP连接释放四次挥手过程

TCP连接释放的过程叫做挥手，挥手需要在客户和服务器之间交换四个TCP报文段。
下图是四报文挥手释放TCP连接的过程：

数据传输结束后，通信的双方都可释放连接。现在A和B都处于ESTABLISHED状态。
结合情侣分手来演示一下四报文挥手（A是男方，B是女方）：

1. A的应用进程先向其TCP发出释放报文段，并停止再发送数据，主动关闭TCP连接。A把连接释放报文段首部的终止控制位FIN置1，其序号seq=u,它等于前面已传送过的数据的最后一个字节的序号加1。这时A进入FIN-WAIT-1(终止等待1）状态，等待B的确认。请注意，TCP规定，FIN报文段即使不携带数据，它也消耗掉一个序号。
   （ 某一天男朋友 (A) 向你 (B) 微信发消息单方面提出分手 ）
2. B收到连接释放报文段后即发出确认，确认号是ack=u+1,而这个报文段自己的序号是v，等于B前面已传送过的数据的最后一个字节的序号加1。然后B进入CLOSE-WAIT(关闭等待)状态。TCP服务器进程这时应通知高层应用进程，因而从A到B这个方向的连接就释放了，这时的TCP连接处于半关闭状态，即A已经没有数据要发送了，但B若发送数据，A仍要接收。也就是说，从B到A这个方向的连接并未关闭，这个状态可能会持续一段时间。
   A收到来自B的确认后，就进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待B发出的连接释放报文段。
   （接着你 (B) 收到了渣男 (A) 发来的分手消息，你 (B) 回复了他 (A) 表示你已经看到这条消息了，但这个时候你 (B) 还没确定分手！只是渣男 (A) 表示分手了！然后你 (B) 气不过继续发消息给渣男骂他控诉他三心二意）
3. 若B已经没有要向A发送的数据，其应用进程就通知TCP释放连接。这时B发出的连接释放报文段必须使FIN=1。现假定B的序号为w（在半关闭状态B可能又发送了一些数据）。B还必须重复上次已发送过的确认号ack=u+1 。这时B就进入LAST-ACK(最后确认）状态，等待A的确认。
   （到后面你骂完了，决定好要分手了，你 (B) 给渣男 (A) 发送了确定分手的消息。）
4. A在收到B的连接释放报文段后，必须对此发出确认。在确认报文段中把ACK置1，确认号ack=w+1，而自己的序号是seq=u+1（前面发送过的FIN报文段要消耗一个序号）。然后进入到TIME-WAIT（时间等待）状态。请注意，现在的TCP连接还没有释放掉，必须经过时间等待计时器设置的时间2MSL后，A才进入到CLOSED状态。
   （渣男 (A) 收到了你发给他的确定分手的消息，他 (A) 确定后回复你表示收到！至此，你们两个人彻底分手！）

上述就是TCP连接释放的四报文挥手过程。

问：为什么A在TIME-WAIT状态必须等待2MSL的时间呢？（报文段的来回传送需要2MSL) 答：

1. 为了保证A发送的最后一个ACK报文段能够到达B。 这个ACK报文段有可能丢失，因此使处于LAST-ACK状态的B收不到对已发送的FIN+ACK报文段的确认
   (从A发送到B需要一个MSL)。B会超时重传这个FIN+ACK报文段 (从B发送到A需要一个MSL)，而A就能在 2MSL 时间内收到这个重传的FIN+ACK报文段。接着A重传一次确认，重新启动2MSL计时器。最后，A和B都正常进入到CLOSED状态。
   如果A在TIME-WAIT不等待一段时间，而是在发送完ACK报文段够立即释放连接，那么无法收到B重传的FIN+ACK报文段，因而也不会再发送一次确认报文段。这样，B就无法按照正常步骤进入CLOSED状态。
2. 防止“已失效的连接请求报文段”。
   A在发送完最后一个ACK报文段之后，再经过时间2MSL，就可以使本连接的时间内所产生的所有报文段都从网络中消失。这样就可以使下一个新的连接中不会出现这种旧的连接请求报文段。

B只要收到了A发出的确认，就进入到CLOSED状态。同样，B在撤销相应的传输控制块TCB后，就结束了这次的TCP连接。可以看到，B结束TCP连接的时间要比A早。