TCP-IP详解:TCP的状态变迁图_tcpip详解 tcp状态图

参考资料：TCP-IP详解

TCP的状态变迁图

一个连接从开始建立到断开，经历了一连串的状态变化，这次主要分析下它的状态变迁图，首先上经典的状态变迁图

客户端的状态变迁：CLOSED-->SYN_SENT-->ESTABLISHED-->FIN_WAIT_1-->FIN_WAIT_2-->TIME_WAIT-->CLOSED

服务器的状态变迁：CLOSED-->LISTEN-->SYN_RCVD-->ESTABLISHED-->CLOSE_WAIT-->LAST_ACK--->CLOSED

CLOSED：这个状态不是一个真正的状态，是图中假想的一个起点或者是终点

LISTEN: 服务器等待连接过来的状态

SYN_SENT: 客户端发起连接（主动打开），变成此状态，如果SYN超时，或者服务器不存在直接CLOSED

SYN_RCVD:服务器收到SYN包的时候，就变成此状态，

ESTABLISHED：完成三次握手，进入连接建立状态，说明此时可以进行数据传输了

FIN_WAIT_1:客户端执行主动关闭，发送完FIN包之后便进入FIN_WAIT_1状态

FIN_WAIT_2:客户端发送FIN包之后，收到ACK，即进入此状态，其实就是半关闭的状态

TIME_WAIT：这个状态从图上看，有3中情况，从FIN_WAIT_2进入，客户端收到服务器发送过来的FIN包之后进入TIME_WAIT状态，有CLOSING状态进入，这是同时关闭的状态，同时发起FIN请求，同时接收并做了ACK的回复，从FIN_WAIT_1进入，收到对端的FIN,ACK，并回复ACK，这个地方感觉是，FIN和ACK是一块来的.

CLOSE_WAIT:接收到FIN之后，被动的一方进入此状态，并回复ACK

LAST_ACK：被动的一端发送FIN包之后 处于LAST_ACK状态

CLOSING:两边同时发出FIN请求

2MSL等待状态

TIME_WAIT状态也成为2MSL状态，设立这个状态的是因为来保证可靠的实现TCP全双工的关闭，MSL指的是报文最大的生存时间。对于一个具体实现所给定的MSL值，处理原则是：当TCP执行一个主动关闭，并发回最后一个ACK，该连接必须在TIME_WAIT状态停留的时间为2MSL。这样可以让TCP再次发送最后的ACK，以防这个ACK丢失！

处于TIME_WAIT状态的连接，这个socket的四要素（Source IP,Source Port，Dest IP,Dest Port）不能被使用，只能在2MSL结束后才能再次被使用，其实这个地方，严格意义上来说是Port不能使用。

某些实现中，可以使用SO_REUSEADDR选项，可以让调用者对处于2MSL等待的本地端口进行赋值，但是我们将看到TCP原则上扔将避免使用仍处于2MSL连接中的端口。

对于客户端来讲，主动关闭是处于2MSL状态下，但是如果不bind对应的PORT其实看起来没什么影响的，因为下一次启动客户端，就应该分配到别的PORT了，但是对于bind Port的客户端或者服务器来讲，肯定是会报告Address already in use的错误。

有一个怪异的问题，别以为SO_REUSEADDR就万事大吉了，四要素处于2MSL，将不能被使用，尽管许多具体实现中允许一个进程重新使用仍处于2MSL等待的端口，但是TCP不能允许一个新的连接建立在相同的四元素上【有遇到过这样的问题】。

1.  PC1 : Server启动，监听端口6666

2.  PC2：Client connect to Server port 1098

3.  停止PC1服务器进程，这个时候PC1 的6666 和PC2的1098 处于2MSL状态

4.  在PC1上尝试使用port6666启动客户端进程，同时与PC2端口1098进行连接

5.  会有Address already in use的错误

6.  使用SO_REUSEADDR，继续做步骤5的动作

7.  仍然有Address already in use的错误

也就是说即使它能将它的本地端口设置为6666，但它仍然不能和PC2的1098进行连接，因为顶一个这个连接的四要素处于2MSL状态

复位报文段

复位报文其实主要说的就是RST标志被置位，无论何时一个报文段发往基准的连接出现错误，TCP都会发一个复位报文段，基准连接是指由目的IP地址和目的端口号以及源IP地址和源端口号指明的连接

a.到不存在的端口连接请求

这种状况是比较常见的，这个port没有被监听，但是有client去connect，这个时候TCP就会使用复位

b.异常终止一个连接

终止连接的正常的方式，就是调用close发送FIN包，这种的方式可以称为有序释放。但是有一个可能是发送一个复位报文而不是FIN来中途释放连接，这种状况就称为异常释放

优点：1.丢弃任何待发送的数据并立即发送复位报文。 2.RST的接收方会区分另一端执行的是异常关闭还是正常关闭

如何产生异常关闭？ linger no close SO_LINGER提供了异常关闭的能力。

如果说对端被RST了，就会产生一个Connection reset by peer的错误！

c.检测半打开连接，对于半打开的连接，再次进行数据传输的时候，连接已经断开的一端也会通过RST包来终止连接。这部分主要在下面的文章中介绍，详细可以参考文章：TCP-IP详解：TCP半打开连接