[導(dǎo)讀] 客戶端主動(dòng)調(diào)用關(guān)閉連接的函數(shù),于是就會(huì)發(fā)送 FIN 報(bào)文,這個(gè) FIN 報(bào)文代表客戶端不會(huì)再發(fā)送數(shù)據(jù)了,進(jìn)入 FIN_WAIT_1 狀態(tài);
上周有位讀者面美團(tuán)時(shí),被問到:TCP 四次揮手中,能不能把第二次的 ACK 報(bào)文, 放到第三次 FIN 報(bào)文一起發(fā)送? 雖然我們在學(xué)習(xí) TCP 揮手時(shí),學(xué)到的是需要四次來完成 TCP 揮手,但是在一些情況下, TCP 四次揮手是可以變成 TCP 三次揮手的 。而且在用 wireshark 工具抓包的時(shí)候,我們也會(huì)??吹?TCP 揮手過程是三次,而不是四次,如下圖:先來回答為什么 RFC 文檔里定義 TCP 揮手過程是要四次?再來回答什么情況下,什么情況會(huì)出現(xiàn)三次揮手?為什么 TCP 揮手需要四次?
TCP 四次揮手的過程如下:具體過程:
客戶端主動(dòng)調(diào)用關(guān)閉連接的函數(shù),于是就會(huì)發(fā)送 FIN 報(bào)文,這個(gè) FIN 報(bào)文代表客戶端不會(huì)再發(fā)送數(shù)據(jù)了,進(jìn)入 FIN_WAIT_1 狀態(tài);
服務(wù)端收到了 FIN 報(bào)文,然后馬上回復(fù)一個(gè) ACK 確認(rèn)報(bào)文,此時(shí)服務(wù)端進(jìn)入 CLOSE_WAIT 狀態(tài)。在收到 FIN 報(bào)文的時(shí)候,TCP 協(xié)議棧會(huì)為 FIN 包插入一個(gè)文件結(jié)束符 EOF 到接收緩沖區(qū)中,服務(wù)端應(yīng)用程序可以通過 read 調(diào)用來感知這個(gè) FIN 包,這個(gè) EOF 會(huì)被放在已排隊(duì)等候的其他已接收的數(shù)據(jù)之后 ,所以必須要得繼續(xù) read 接收緩沖區(qū)已接收的數(shù)據(jù);
接著,當(dāng)服務(wù)端在 read 數(shù)據(jù)的時(shí)候,最后自然就會(huì)讀到 EOF,接著 read() 就會(huì)返回 0,這時(shí)服務(wù)端應(yīng)用程序如果有數(shù)據(jù)要發(fā)送的話,就發(fā)完數(shù)據(jù)后才調(diào)用關(guān)閉連接的函數(shù),如果服務(wù)端應(yīng)用程序沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送的話,可以直接調(diào)用關(guān)閉連接的函數(shù) ,這時(shí)服務(wù)端就會(huì)發(fā)一個(gè) FIN 包,這個(gè) FIN 報(bào)文代表服務(wù)端不會(huì)再發(fā)送數(shù)據(jù)了,之后處于 LAST_ACK 狀態(tài);
客戶端接收到服務(wù)端的 FIN 包,并發(fā)送 ACK 確認(rèn)包給服務(wù)端,此時(shí)客戶端將進(jìn)入 TIME_WAIT 狀態(tài);
服務(wù)端收到 ACK 確認(rèn)包后,就進(jìn)入了最后的 CLOSE 狀態(tài);
客戶端經(jīng)過 2MSL 時(shí)間之后,也進(jìn)入 CLOSE 狀態(tài);
你可以看到,每個(gè)方向都需要一個(gè) FIN 和一個(gè) ACK ,因此通常被稱為四次揮手 。為什么 TCP 揮手需要四次呢?
服務(wù)器收到客戶端的 FIN 報(bào)文時(shí),內(nèi)核會(huì)馬上回一個(gè) ACK 應(yīng)答報(bào)文,但是服務(wù)端應(yīng)用程序可能還有數(shù)據(jù)要發(fā)送,所以并不能馬上發(fā)送 FIN 報(bào)文,而是將發(fā)送 FIN 報(bào)文的控制權(quán)交給服務(wù)端應(yīng)用程序 :
如果服務(wù)端應(yīng)用程序有數(shù)據(jù)要發(fā)送的話,就發(fā)完數(shù)據(jù)后,才調(diào)用關(guān)閉連接的函數(shù);
如果服務(wù)端應(yīng)用程序沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送的話,可以直接調(diào)用關(guān)閉連接的函數(shù),
從上面過程可知,是否要發(fā)送第三次揮手的控制權(quán)不在內(nèi)核,而是在被動(dòng)關(guān)閉方(上圖的服務(wù)端)的應(yīng)用程序,因?yàn)閼?yīng)用程序可能還有數(shù)據(jù)要發(fā)送,由應(yīng)用程序決定什么時(shí)候調(diào)用關(guān)閉連接的函數(shù),當(dāng)調(diào)用了關(guān)閉連接的函數(shù),內(nèi)核就會(huì)發(fā)送 FIN 報(bào)文了, 所以服務(wù)端的 ACK 和 FIN 一般都會(huì)分開發(fā)送。FIN 報(bào)文一定得調(diào)用關(guān)閉連接的函數(shù),才會(huì)發(fā)送嗎?
不一定。如果進(jìn)程退出了,不管是不是正常退出,還是異常退出(如進(jìn)程崩潰),內(nèi)核都會(huì)發(fā)送 FIN 報(bào)文,與對方完成四次揮手。粗暴關(guān)閉 vs 優(yōu)雅關(guān)閉
前面介紹 TCP 四次揮手的時(shí)候,并沒有詳細(xì)介紹關(guān)閉連接的函數(shù),其實(shí)關(guān)閉的連接的函數(shù)有兩種函數(shù):
close 函數(shù),同時(shí) socket 關(guān)閉發(fā)送方向和讀取方向,也就是 socket 不再有發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的能力。如果有多進(jìn)程/多線程共享同一個(gè) socket,如果有一個(gè)進(jìn)程調(diào)用了 close 關(guān)閉只是讓 socket 引用計(jì)數(shù) -1,并不會(huì)導(dǎo)致 socket 不可用,同時(shí)也不會(huì)發(fā)出 FIN 報(bào)文,其他進(jìn)程還是可以正常讀寫該 socket,直到引用計(jì)數(shù)變?yōu)?0,才會(huì)發(fā)出 FIN 報(bào)文。
shutdown 函數(shù),可以指定 socket 只關(guān)閉發(fā)送方向而不關(guān)閉讀取方向,也就是 socket 不再有發(fā)送數(shù)據(jù)的能力,但是還是具有接收數(shù)據(jù)的能力。如果有多進(jìn)程/多線程共享同一個(gè) socket,shutdown 則不管引用計(jì)數(shù),直接使得該 socket 不可用,然后發(fā)出 FIN 報(bào)文,如果有別的進(jìn)程企圖使用該 socket,將會(huì)受到影響。
如果客戶端是用 close 函數(shù)來關(guān)閉連接,那么在 TCP 四次揮手過程中,如果收到了服務(wù)端發(fā)送的數(shù)據(jù),由于客戶端已經(jīng)不再具有發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的能力,所以客戶端的內(nèi)核會(huì)回 RST 報(bào)文給服務(wù)端,然后內(nèi)核會(huì)釋放連接,這時(shí)就不會(huì)經(jīng)歷完成的 TCP 四次揮手,所以我們常說,調(diào)用 close 是粗暴的關(guān)閉。當(dāng)服務(wù)端收到 RST 后,內(nèi)核就會(huì)釋放連接,當(dāng)服務(wù)端應(yīng)用程序再次發(fā)起讀操作或者寫操作時(shí),就能感知到連接已經(jīng)被釋放了:
如果是讀操作,則會(huì)返回 RST 的報(bào)錯(cuò),也就是我們常見的Connection reset by peer。
如果是寫操作,那么程序會(huì)產(chǎn)生 SIGPIPE 信號(hào),應(yīng)用層代碼可以捕獲并處理信號(hào),如果不處理,則默認(rèn)情況下進(jìn)程會(huì)終止,異常退出。
相對的,shutdown 函數(shù)因?yàn)榭梢灾付ㄖ魂P(guān)閉發(fā)送方向而不關(guān)閉讀取方向,所以即使在 TCP 四次揮手過程中,如果收到了服務(wù)端發(fā)送的數(shù)據(jù),客戶端也是可以正常讀取到該數(shù)據(jù)的,然后就會(huì)經(jīng)歷完整的 TCP 四次揮手,所以我們常說,調(diào)用 shutdown 是優(yōu)雅的關(guān)閉。但是注意,shutdown 函數(shù)也可以指定「只關(guān)閉讀取方向,而不關(guān)閉發(fā)送方向」,但是這時(shí)候內(nèi)核是不會(huì)發(fā)送 FIN 報(bào)文的,因?yàn)榘l(fā)送 FIN 報(bào)文是意味著我方將不再發(fā)送任何數(shù)據(jù),而 shutdown 如果指定「不關(guān)閉發(fā)送方向」,就意味著 socket 還有發(fā)送數(shù)據(jù)的能力,所以內(nèi)核就不會(huì)發(fā)送 FIN 。什么情況會(huì)出現(xiàn)三次揮手?
當(dāng)被動(dòng)關(guān)閉方(上圖的服務(wù)端)在 TCP 揮手過程中,「沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送」并且「開啟了 TCP 延遲確認(rèn)機(jī)制」,那么第二和第三次揮手就會(huì)合并傳輸,這樣就出現(xiàn)了三次揮手。 然后因?yàn)?TCP 延遲確認(rèn)機(jī)制是默認(rèn)開啟的,所以導(dǎo)致我們抓包時(shí),看見三次揮手的次數(shù)比四次揮手還多。什么是 TCP 延遲確認(rèn)機(jī)制?
當(dāng)發(fā)送沒有攜帶數(shù)據(jù)的 ACK,它的網(wǎng)絡(luò)效率也是很低的,因?yàn)樗灿?40 個(gè)字節(jié)的 IP 頭 和 TCP 頭,但卻沒有攜帶數(shù)據(jù)報(bào)文。為了解決 ACK 傳輸效率低問題,所以就衍生出了 TCP 延遲確認(rèn) 。TCP 延遲確認(rèn)的策略:
當(dāng)有響應(yīng)數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí),ACK 會(huì)隨著響應(yīng)數(shù)據(jù)一起立刻發(fā)送給對方
當(dāng)沒有響應(yīng)數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí),ACK 將會(huì)延遲一段時(shí)間,以等待是否有響應(yīng)數(shù)據(jù)可以一起發(fā)送
如果在延遲等待發(fā)送 ACK 期間,對方的第二個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文又到達(dá)了,這時(shí)就會(huì)立刻發(fā)送 ACK
延遲等待的時(shí)間是在 Linux 內(nèi)核中定義的,如下圖:
關(guān)鍵就需要 HZ 這個(gè)數(shù)值大小,HZ 是跟系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率有關(guān),每個(gè)操作系統(tǒng)都不一樣,在我的 Linux 系統(tǒng)中 HZ 大小是 1000,如下圖:知道了 HZ 的大小,那么就可以算出:
最大延遲確認(rèn)時(shí)間是 200 ms (1000/5)
最短延遲確認(rèn)時(shí)間是 40 ms (1000/25)
怎么關(guān)閉 TCP 延遲確認(rèn)機(jī)制?
如果要關(guān)閉 TCP 延遲確認(rèn)機(jī)制,可以在 Socket 設(shè)置里啟用 TCP_QUICKACK,啟用 TCP_QUICKACK,就相當(dāng)于關(guān)閉 TCP 延遲確認(rèn)機(jī)制。
// 1 表示開啟 TCP_QUICKACK,即關(guān)閉 TCP 延遲確認(rèn)機(jī)制 int value = 1 ;
setsockopt(socketfd, IPPROTO_TCP, TCP_QUICKACK, (char *)& value, sizeof (int ));
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
實(shí)驗(yàn)一
接下來,來給大家做個(gè)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論:當(dāng)被動(dòng)關(guān)閉方(上圖的服務(wù)端)在 TCP 揮手過程中,「沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送」并且「開啟了 TCP 延遲確認(rèn)機(jī)制」,那么第二和第三次揮手就會(huì)合并傳輸,這樣就出現(xiàn)了三次揮手。
服務(wù)端的代碼如下,做的事情很簡單,就讀取數(shù)據(jù),然后當(dāng) read 返回 0 的時(shí)候,就馬上調(diào)用 close 關(guān)閉連接。因?yàn)?TCP 延遲確認(rèn)機(jī)制是默認(rèn)開啟的,所以不需要特殊設(shè)置。
#include #include #include #include #include #include #include #include #include #define MAXLINE 1024 int main (int argc, char *argv[]) { // 1. 創(chuàng)建一個(gè)監(jiān)聽 socket int listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0 ); if (listenfd < 0 )
{ fprintf (stderr , "socket error : %s\n" , strerror(errno)); return -1 ;
} // 2. 初始化服務(wù)器地址和端口 struct sockaddr_in server_addr ; bzero(&server_addr, sizeof (struct sockaddr_in));
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
server_addr.sin_port = htons(8888 ); // 3. 綁定地址+端口 if (bind(listenfd, (struct sockaddr *)(&server_addr), sizeof (struct sockaddr)) < 0 )
{ fprintf (stderr ,"bind error:%s\n" , strerror(errno)); return -1 ;
} printf ("begin listen....\n" ); // 4. 開始監(jiān)聽 if (listen(listenfd, 128 ))
{ fprintf (stderr , "listen error:%s\n\a" , strerror(errno)); exit (1 );
} // 5. 獲取已連接的socket struct sockaddr_in client_addr ; socklen_t client_addrlen = sizeof (client_addr); int clientfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_addrlen); if (clientfd < 0 ) { fprintf (stderr , "accept error:%s\n\a" , strerror(errno)); exit (1 );
} printf ("accept success\n" ); char message[MAXLINE] = {0 }; while (1 ) { //6. 讀取客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù) int n = read(clientfd, message, MAXLINE); if (n < 0 ) { // 讀取錯(cuò)誤 fprintf (stderr , "read error:%s\n\a" , strerror(errno)); break ;
} else if (n == 0 ) { // 返回 0 ,代表讀到 FIN 報(bào)文 fprintf (stderr , "client closed \n" );
close(clientfd); // 沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送,立馬關(guān)閉連接 break ;
}
message[n] = 0 ; printf ("received %d bytes: %s\n" , n, message);
}
close(listenfd); return 0 ;
}
客戶端代碼如下,做的事情也很簡單,與服務(wù)端連接成功后,就發(fā)送數(shù)據(jù)給服務(wù)端,然后睡眠一秒后,就調(diào)用 close 關(guān)閉連接,所以客戶端是主動(dòng)關(guān)閉方:
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倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時(shí)1.5...
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北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...
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控制平面
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8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。
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騰訊
編碼器
CPU
8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。
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華為
12nm
EDA
半導(dǎo)體
8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。
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華為
12nm
手機(jī)
衛(wèi)星通信
要點(diǎn): 有效應(yīng)對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競爭優(yōu)勢...
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電信運(yùn)營商
數(shù)字經(jīng)濟(jì)
北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...
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VI
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音頻
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北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡稱"軟通動(dòng)力")與長三角投資(上海)有限...
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山海路引?嵐悅新程 三亞2024年8月27日 /美通社/ --?近日,海南地區(qū)六家凱悅系酒店與中國高端新能源車企嵐圖汽車(VOYAH)正式達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議。這一合作標(biāo)志著兩大品牌在高端出行體驗(yàn)和環(huán)保理念上的深度融合,將...
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新能源
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PLAYER
ASIA
上海2024年8月28日 /美通社/ -- 8月26日至8月28日,AHN LAN安嵐與股神巴菲特的孫女妮可?巴菲特共同開啟了一場自然和藝術(shù)的療愈之旅。 妮可·巴菲特在療愈之旅活動(dòng)現(xiàn)場合影 ...
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LAN
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8月29日消息,近日,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文在中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開幕式上表示,中國科技企業(yè)不應(yīng)怕美國對其封鎖。
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華為
12nm
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NI
SE
TRACE
上海2024年8月26日 /美通社/ -- 第二十二屆跨盈年度B2B營銷高管峰會(huì)(CC2025)將于2025年1月15-17日在上海舉辦,本次峰會(huì)早鳥票注冊通道開啟,截止時(shí)間10月11日。 了解更多會(huì)議信息:cc.co...
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上海2024年8月26日 /美通社/ -- 今日,高端全合成潤滑油品牌美孚1號(hào)攜手品牌體驗(yàn)官周冠宇,開啟全新旅程,助力廣大車主通過駕駛?cè)ヌ剿鞲鼜V闊的世界。在全新發(fā)布的品牌視頻中,周冠宇及不同背景的消費(fèi)者表達(dá)了對駕駛的熱愛...
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上海2024年8月27日 /美通社/ -- 近來,具有強(qiáng)大學(xué)習(xí)、理解和多模態(tài)處理能力的大模型迅猛發(fā)展,正在給人類的生產(chǎn)、生活帶來革命性的變化。在這一變革浪潮中,物聯(lián)網(wǎng)成為了大模型技術(shù)發(fā)揮作用的重要陣地。 作為全球領(lǐng)先的...
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TE
8月26日消息,華為公司最近正式啟動(dòng)了“華為AI百校計(jì)劃”,向國內(nèi)高校提供基于昇騰云服務(wù)的AI計(jì)算資源。
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