TCP連接的狀態分析

来源:http://www.cnblogs.com/keos/archive/2016/03/21/5303822.html
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1.先來瞭解一下TCP連接建立與關閉過程中的各種狀態: CLOSED:初始狀態,表示沒有任何連接。LISTEN:Server端的某個Socket正在監聽來自遠方的TCP埠的連接請求。SYN_SENT:發送連接請求後等待確認信息。當客戶端Socket進行Connect連接時,會首先發送SYN包,隨即



1.先來瞭解一下TCP連接建立與關閉過程中的各種狀態:

CLOSED:初始狀態,表示沒有任何連接。
LISTEN:Server端的某個Socket正在監聽來自遠方的TCP埠的連接請求。
SYN_SENT:發送連接請求後等待確認信息。當客戶端Socket進行Connect連接時,會首先發送SYN包,隨即進入SYN_SENT狀態,然後等待Server端發送三次握手中的第2個包。
SYN_RECEIVED:收到一個連接請求後回送確認信息和對等的連接請求,然後等待確認信息。通常是建立TCP連接的三次握手過程中的一個中間狀態,表示Server端的Socket接收到來自Client的SYN包,並作出回應。
ESTABLISHED:表示連接已經建立,可以進行數據傳輸。
FIN_WAIT_1:主動關閉連接的一方等待對方返回ACK包。若Socket在ESTABLISHED狀態下主動關閉連接並向對方發送FIN包(表示己方不再有數據需要發送),則進入FIN_WAIT_1狀態,等待對方返回ACK包,此後還能讀取數據,但不能發送數據。在正常情況下,無論對方處於何種狀態,都應該馬上返回ACK包,所以FIN_WAIT_1狀態一般很難見到。
FIN_WAIT_2:主動關閉連接的一方收到對方返回的ACK包後,等待對方發送FIN包。處於FIN_WAIT_1狀態下的Socket收到了對方返回的ACK包後,便進入FIN_WAIT_2狀態。由於FIN_WAIT_2狀態下的Socket需要等待對方發送的FIN包,所有常常可以看到。若在FIN_WAIT_1狀態下收到對方發送的同時帶有FIN和ACK的包時,則直接進入TIME_WAIT狀態,無須經過FIN_WAIT_2狀態。
TIME_WAIT:主動關閉連接的一方收到對方發送的FIN包後返回ACK包(表示對方也不再有數據需要發送,此後不能再讀取或發送數據),然後等待足夠長的時間(2MSL)以確保對方接收到ACK包(考慮到丟失ACK包的可能和迷路重覆數據包的影響),最後回到CLOSED狀態,釋放網路資源。
CLOSE_WAIT:表示被動關閉連接的一方在等待關閉連接。當收到對方發送的FIN包後(表示對方不再有數據需要發送),相應的返回ACK包,然後進入CLOSE_WAIT狀態。在該狀態下,若己方還有數據未發送,則可以繼續向對方進行發送,但不能再讀取數據,直到數據發送完畢。
LAST_ACK:被動關閉連接的一方在CLOSE_WAIT狀態下完成數據的發送後便可向對方發送FIN包(表示己方不再有數據需要發送),然後等待對方返回ACK包。收到ACK包後便回到CLOSED狀態,釋放網路資源。
CLOSING:比較罕見的例外狀態。正常情況下,發送FIN包後應該先收到(或同時收到)對方的ACK包,再收到對方的FIN包,而CLOSING狀態表示發送FIN包後並沒有收到對方的ACK包,卻已收到了對方的FIN包。有兩種情況可能導致這種狀態:其一,如果雙方幾乎在同時關閉連接,那麼就可能出現雙方同時發送FIN包的情況;其二,如果ACK包丟失而對方的FIN包很快發出,也會出現FIN先於ACK到達。

 

2.TCP連接的關閉流程:
建立TCP連接需要三次握手,而關閉連接則需要四次握手,並且分為主動關閉和被動關閉。這是由於TCP連接是全雙工的,我關了你的連接,並不等於你關了我的連接,因此雙方都必須單獨進行關閉。當一方完成它的數據發送任務後可以發送FIN包來終止這個方向的連接,表明自己不再有數據需要發送;收到FIN包的那一方雖然不能再讀取數據,但仍能發送數據。以Client主動關閉連接為例:
Client向Server發送FIN包,表示Client主動關閉連接,然後進入FIN_WAIT_1狀態,等待Server返回ACK包。此後Client不能再向Server發送數據,但能讀取數據。
Server收到FIN包後向Client發送ACK包,然後進入CLOSE_WAIT狀態,此後Server不能再讀取數據,但可以繼續向Client發送數據。Client收到Server返回的ACK包後進入FIN_WAIT_2狀態,等待Server發送FIN包。
Server完成數據的發送後,將FIN包發送給Client,然後進入LAST_ACK狀態,等待Client返回ACK包,此後Server既不能讀取數據,也不能發送數據。
Client收到FIN包後向Server發送ACK包,然後進入TIME_WAIT狀態,接著等待足夠長的時間(2MSL)以確保Server接收到ACK包,最後回到CLOSED狀態,釋放網路資源。Server收到Client返回的ACK包後便回到CLOSED狀態,釋放網路資源。
  TCP連接的建立到關閉,需要經歷以下狀態遷移(假定Client發起連接,並主動關閉連接):
Client
  CLOSED -> SYN_SENT -> ESTABLISHED -> FIN_WAIT_1 -> FIN_WAIT_2 -> TIME_WAIT -> CLOSED
Server
  CLODES -> LISTEN -> SYN_RECEIVED -> ESTABLISHED -> CLOSE_WAIT -> LAST_ACK -> CLOSED


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