Linux网络编程之TCP状态转换

 

客户端TCP状态迁移：
CLOSED->SYN_SENT->ESTABLISHED->FIN_WAIT_1->FIN_WAIT_2->TIME_WAIT->CLOSED
服务器TCP状态迁移：
CLOSED->LISTEN->SYN_RECV ->ESTABLISHED->CLOSE_WAIT->LAST_ACK->CLOSED

各个状态的意义如下：
LISTEN - 侦听来自远方TCP端口的连接请求；
SYN-SENT -在发送连接请求后等待匹配的连接请求；
SYN-RECV - 在收到和发送一个连接请求后等待对连接请求的确认；
ESTABLISHED- 代表一个打开的连接，数据可以传送给用户；
FIN-WAIT-1 - 等待远程TCP的连接中断请求，或先前的连接中断请求的确认；
FIN-WAIT-2 - 从远程TCP等待连接中断请求；
CLOSE-WAIT - 等待从本地用户发来的连接中断请求；
CLOSING - 等待远程TCP对连接中断的确认；
LAST-ACK - 等待原来发向远程TCP的连接中断请求的确认；
TIME-WAIT -等待足够的时间以确保远程TCP接收到连接中断请求的确认；
CLOSED - 没有任何连接状态；


• 当客户端开始连接时，服务器还处于LISTENING，
• 客户端发一个SYN包后，他就处于SYN_SENT状态,服务器就处于SYN_RECV状态,
• 然后互相确认进入连接状态ESTABLISHED.

• 当客户端请求关闭连接时,客户端发送一个FIN包后,客户端就进入FIN_WAIT_1状态,等待对方的确认包,
• 服务器发送一个ACK包给客户,客户端收到ACK包后结束FIN_WAIT_1状态,进入FIN_WAIT_2状态,等待服务器发过来的关闭请求,
• 服务器发一个FIN包后,进入CLOSE_WAIT状态,
• 当客户端收到服务器的FIN包,FIN_WAIT_2状态就结束,然后给服务器端的FIN包给以一个确认包,客户端这时进入TIME_WAIT,
当服务器收到确认包后,CLOSE_WAIT状态结束了,
这时候服务器端真正的关闭了连接.但是客户端还在TIME_WAIT状态下,

什么时候结束呢.我在这里再讲到一个新名词:2MSL等待状态,其实TIME_WAIT就是2MSL等待状态,
为什么要设置这个状态,原因是有足够的时间让ACK包到达服务器端,如果服务器端没收到ACK包，超时了，然后重新发一个FIN包，直到服务器收到ACK 包.TIME_WAIT状态等待时间是在TCP重新启动后不连接任何请求的两倍.
大家有没有发现一个问题:如果对方在第三次握手的时候出问题,如发FIN包的时候,不知道什么原因丢了这个包,然而这边一直处在FIN_WAIT_2状态,而且TCP/IP并没有设置这个状态的过期时间,那他一直会保留这个状态下去,越来越多的FIN_WAIT_2状态会导致系统崩溃.

建立连接协议（三次握手）
• 客户端发送一个带SYN标志的TCP报文到服务器。这是三次握手过程中的报文1。

• 服务器端回应客户端的，这是三次握手中的第2个报文，这个报文同时带ACK标志和SYN标志。因此它表示对刚才客户端SYN报文的回应；同时又标志SYN给客户端，询问客户端是否准备好进行数据通讯。

• 客户端必须再次回应服务端一个ACK报文，这是报文段3。

连接终止协议（四次握手）
　　由于TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭。这原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。收到一个 FIN只意味着这一方向上没有数据流动，一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方执行被动关闭。

• TCP客户端发送一个FIN，用来关闭客户端到服务器的数据传送（报文段4）。
• 服务器收到这个FIN，它发回一个ACK，确认序号为收到的序号加1（报文段5）。和SYN一样，一个FIN将占用一个序号。
• 服务器关闭客户端的连接，发送一个FIN给客户端（报文段6）。
• 客户端发回ACK报文确认，并将确认序号设置为收到序号加1（报文段7）。

[root@localhost ~]# man netstat
State
The state of the socket. Since there are no states in raw mode
and usually no states used in UDP, this column may be left
blank. Normally this can be one of several values:

ESTABLISHED
The socket has an established connection.

SYN_SENT
The socket is actively attempting to establish a con-nection.

SYN_RECV
A connection request has been received from the net-work.

FIN_WAIT1
The socket is closed, and the connection is shutting down.

FIN_WAIT2
Connection is closed, and the socket is waiting for a
shutdown from the remote end.

TIME_WAIT
The socket is waiting after close to handle packets still in the network.

CLOSED

The socket is not being used.

CLOSE_WAIT
The remote end has shut down, waiting for the socket to close.

LAST_ACK
The remote end has shut down, and the socket is closed.
Waiting for acknowledgement.

LISTEN

The socket is listening for incoming connections. Such
sockets are not included in the output unless you spec-
ify the --listening (-l) or --all (-a) option.

CLOSING
Both sockets are shut down but we still don’t have all
our data sent.

UNKNOWN
The state of the socket is unknown.