一、断开连接过程

由于TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独关闭。客户端在数据发送完毕后发送一个结束数据段FIN，且服务端也返回确认数据段ACK，此时结束了客户端到服务端的连接；然后客户端接收到服务端发送的FIN，且服务端也收到了客户端发送的ACK之后，自此双方的数据通信完全结束。简单说来是 "先关读，后关写"，一共需要四个阶段：服务器读通道关闭->客户机写通道关闭->客户机读通道关闭->服务器写通道关闭。

4次挥手中的每次"挥手"（即报文交换）都是对之前动作的确认，确保了数据的可靠传输直到连接完全关闭。例如，客户端发送FIN后进入FIN-WAIT-1状态，等待服务端的ACK；服务端收到FIN后发送ACK，并进入CLOSE-WAIT状态继续发送剩余数据，之后再发送FIN；客户端收到ACK后进入FIN-WAIT-2状态，收到服务端的FIN后发送最后一个ACK，并进入TIME-WAIT状态等待可能滞后的服务端数据报文，确认没有未送达的数据后，连接最终关闭。

二、需要4次挥手的原因

1.双方均可主动关闭：

与三次握手类似，4次挥手确保了双方都能够有序地关闭连接。双方都可以主动发起关闭连接的过程。

2.确认数据接收：

通过4次挥手过程中的ACK报文，每一方都确认收到了对方的FIN报文，确保了数据被可靠传输。

3.避免数据丢失：

在关闭连接之前，必须保证已经发送的数据被对方接收，同时也要允许对方发送的数据被本端接收。4次挥手过程提供了这样的机制，确保数据不会因为连接的关闭而丢失。

4.全双工通信：

TCP是全双工协议，意味着数据可以在两个方向上同时传输。因此，每个方向上的连接都需要独立关闭。每个方向上都要经历一次"我已完成发送"（FIN，Finish）的信号交换和对方对此的确认（ACK，Acknowledgment）。由于关闭连接涉及两个方向，所以至少需要两次这样的信号交换，总共4次挥手。这就是为什么需要两次FIN和两次ACK的原因。

5.关闭顺序的灵活性： 任一端（客户端或服务端）都可以主动发起关闭连接的请求。当一方（例如客户端）完成数据发送并准备关闭连接时，它会发送一个FIN报文给另一方（服务端）。服务端收到FIN后，确认已收到（发送ACK），但此时服务端可能还在发送数据或需要一些时间来清理资源。服务端完成数据发送后，也会发送自己的FIN报文给客户端，客户端再回复ACK确认。这种双向的关闭过程确保双方都同意关闭，并且各自的数据传输都已经结束。

6.等待足够时间：

在第4次挥手中，最初发送FIN报文的一方在发送ACK报文后，需要等待一段时间2*MSL（MSL:Maximum Segment  Lifetime报文段最大生存时间，它是任何报文段被丢弃前在网络内的最长时间），以确保对方收到了这个ACK报文。这个过程称为TIME_WAIT状态，它有助于确保远程端正确关闭连接，并允许迟到的数据包到达。

7.资源释放：

4次挥手过程还负责适当地释放在建立连接时分配的资源，如端口号、内存缓冲区等。

8.保持一致性：

4次挥手保持了与三次握手过程的一致性。虽然它们的目的不同（三次握手用于建立连接，4次挥手用于断开连接），但都是为了保证TCP连接的可靠性和稳定性。

三、总结

总的来说，4次挥手是TCP协议为了确保连接可靠、有序地关闭而设计的，它允许双方都能完成数据的发送和确认，避免了数据丢失，并且确保了资源的合理释放。

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