TCP協議的常見面試題

因為當Server端收到Client端的SYN連線請求報文後，可以直接傳送SYN+ACK報文。其中ACK報文是用來應答的，SYN報文是用來同步的。但是關閉連線時，當Server端收到FIN報文時，很可能並不會立即關閉SOCKET，所以只能先回復一個ACK報文，告訴Client端，"你發的FIN報文我收到了"。只有等到我Server端所有的報文都傳送完了，我才能傳送FIN報文，因此不能一起傳送。故需要四步握手。

這主要是為了防止已失效的連線請求報文段突然又傳到了B，因而產生錯誤。

現假定一種異常情況，即A發出的第一個連線請求報文段並沒有丟失，而是在某些網路節點長時間滯留了，以致延誤到連線釋放後的某個時間才到達B。本來這是一個早已失效的報文段。但B受到此失效的連線請求報文段後，就誤以為是A又發出一次新的連線請求，於是就向A發出確認報文段，同意建立連線。假定不採用第三次報文握手，那麼只要B發出確認，新的連線就建立了。

由於現在A並沒有發出建立連線的請求，因此不會理睬B的確認，也不會向B傳送資料，但B卻以為新的運輸連線已經建立了，並一直等待A發來的資料。B的許多資源就這樣白白浪費了。

採用三次握手連線，可以防止上述現象的發生。例如在剛才的異常情況下，A不會向B的確認發出確認，B由於收不到確認，就知道A並沒有要求建立連線，於是B就不會再建立連線。

• 第一，為了保證A傳送的最後一個ACK報文段能夠到達B。假設網路是不可靠的，有可以最後一個ACK丟失。所以TIME_WAIT狀態就是用來重發可能丟失的ACK報文。在Client傳送出最後的ACK回覆，但該ACK可能丟失。Server如果沒有收到ACK，將不斷重複傳送FIN片段。所以Client不能立即關閉，它必須確認Server接收到了該ACK。Client會在傳送出ACK之後進入到TIME_WAIT狀態。Client會設定一個計時器，等待2MSL的時間。如果在該時間內再次收到FIN，那麼Client會重發ACK並再次等待2MSL。所謂的2MSL是兩倍的MSL(Maximum Segment Lifetime)。MSL指一個片段在網路中最大的存活時間，2MSL就是一個傳送和一個回覆所需的最大時間。如果直到2MSL，Client都沒有再次收到FIN，那麼Client推斷ACK已經被Server成功接收，則結束TCP連線。
• 第二，防止“已失效的連線請求報文段”出現在本連線中。A在傳送完最後一個ACK報文段後，再經過時間2MSL，就可以使本連線持續的時間內所產生的所有報文段都從網路中消失。這樣就可以使下一個新的連線中不會出現這種舊的連線請求報文段。

TCP還設有一個保活計時器，顯然，客戶端如果出現故障，伺服器不能一直等下去，白白浪費資源。伺服器每收到一次客戶端的請求後都會重新復位這個計時器，時間通常是設定為2小時，若兩小時還沒有收到客戶端的任何資料，伺服器就會傳送一個探測報文段，以後每隔75分鐘傳送一次。若一連傳送10個探測報文仍然沒反應，伺服器就認為客戶端出了故障，接著就關閉連線。

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