面试题答案
一键面试TCP三次握手建立连接过程
- 第一次握手（客户端 -> 服务器）：
- 内容：客户端发送一个SYN（同步序列号）包，其中包含客户端随机生成的初始序列号（Sequence Number，seq），假设为x。此包的目的是向服务器表明客户端想要建立连接，并告知自己的初始序列号。
- 作用：通知服务器客户端希望建立连接，并提供自己的初始序列号，为后续的数据传输序列号管理做准备。
- 异常情况及处理：如果客户端长时间没有收到服务器的响应（即第二次握手的包），会重发SYN包，重发次数和时间间隔由TCP协议栈的实现决定，一般会逐渐增加重发间隔时间，超过一定重发次数后，客户端会认为连接建立失败，返回错误信息给应用层。
- 第二次握手（服务器 -> 客户端）：
- 内容：服务器收到客户端的SYN包后，回复一个SYN + ACK包。这个包中，ACK（确认号）字段是客户端的序列号x加1，即ACK = x + 1，表示服务器已成功收到客户端的SYN包；同时服务器也会随机生成自己的初始序列号y，并放入SYN字段中。
- 作用：一方面确认收到了客户端的连接请求，另一方面向客户端发送自己的初始序列号，为后续服务器端的数据传输序列号管理做准备。
- 异常情况及处理：如果服务器没有收到客户端的第一次握手包，就不会有此步骤。若服务器发出的SYN + ACK包丢失，客户端因未收到正确响应，会重发第一次握手的SYN包，服务器在重传超时时间内未收到客户端确认（第三次握手），也会重发SYN + ACK包。
- 第三次握手（客户端 -> 服务器）：
- 内容：客户端收到服务器的SYN + ACK包后，向服务器发送一个ACK包，其中ACK字段为y + 1，确认收到服务器的SYN包，而序列号字段为x + 1。
- 作用：完成连接的建立，让服务器知道客户端已收到服务器的确认和初始序列号，双方都确认连接可以正常进行数据传输。
- 异常情况及处理：如果服务器没有收到第三次握手的ACK包，会重发SYN + ACK包，客户端若收到重发的SYN + ACK包，会再次发送ACK包。若客户端发出的ACK包丢失，而服务器重发的SYN + ACK包也丢失，客户端重发超时后会重新发起第一次握手。
TCP四次挥手终止连接过程
- 第一次挥手（主动关闭方 -> 被动关闭方）：
- 内容：主动关闭方发送一个FIN（结束标志）包，其中包含主动关闭方当前的序列号seq = u，表示主动关闭方不再发送数据，但仍可以接收数据。
- 作用：通知被动关闭方主动关闭方想要关闭连接。
- 异常情况及处理：如果主动关闭方没有收到被动关闭方的确认（第二次挥手），会重发FIN包，重发机制与三次握手类似，超过一定重发次数后，主动关闭方可能返回错误给应用层。
- 第二次挥手（被动关闭方 -> 主动关闭方）：
- 内容：被动关闭方收到FIN包后，回复一个ACK包，ACK字段为u + 1，确认收到主动关闭方的FIN包，被动关闭方的序列号为v。此时被动关闭方进入CLOSE_WAIT状态，表明被动关闭方已经知道主动关闭方要关闭连接，但被动关闭方可能还有数据要发送。
- 作用：确认收到主动关闭方的关闭请求，同时告知主动关闭方自己已收到请求。
- 异常情况及处理：若被动关闭方发出的ACK包丢失，主动关闭方会重发FIN包，被动关闭方收到重发的FIN包后会再次发送ACK包。
- 第三次挥手（被动关闭方 -> 主动关闭方）：
- 内容：当被动关闭方所有数据发送完毕后，发送一个FIN包，序列号为w（w可能等于v，也可能v + 数据长度，取决于中间是否有数据传输），表示被动关闭方也不再发送数据。
- 作用：通知主动关闭方被动关闭方也准备好关闭连接。
- 异常情况及处理：如果主动关闭方没有收到第三次挥手的FIN包，被动关闭方会重发FIN包，重发机制与之前类似。
- 第四次挥手（主动关闭方 -> 被动关闭方）：
- 内容：主动关闭方收到被动关闭方的FIN包后，回复一个ACK包，ACK字段为w + 1，确认收到被动关闭方的FIN包，主动关闭方序列号为u + 1（这里u + 1假设中间无数据传输）。然后主动关闭方进入TIME_WAIT状态，等待2倍MSL（最长报文段寿命）时间后关闭连接，被动关闭方收到ACK包后立即关闭连接。
- 作用：完成连接的彻底关闭，主动关闭方等待2MSL时间是为了确保最后一个ACK包能被被动关闭方收到，同时也保证在这段时间内网络中不会再有本连接的数据包。
- 异常情况及处理：若被动关闭方没有收到第四次挥手的ACK包，会重发FIN包，主动关闭方收到重发的FIN包后会再次发送ACK包。若主动关闭方在TIME_WAIT状态下收到重复的FIN包，也会再次发送ACK包。