tcp连接状态详解

版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接: https://blog.csdn.net/weixin_43608153/article/details/94479343

对于linux 套接字通信,从连接建立到连接断开,其状态总共有11种,在三次握手和四次挥手,状态变化比较快,在连接建立时,状态比较稳定,下面简单介绍一下各个状态的情况。

状态汇总(11种):

  1. LISTEN:侦听来自远方的TCP端口的连接请求

  2. SYN-SENT:再发送连接请求后等待匹配的连接请求(客户端)

  3. SYN-RECEIVED:再收到和发送一个连接请求后等待对方对连接请求的确认(服务器)

  4. ESTABLISHED:代表一个打开的连接

  5. FIN-WAIT-1:等待远程TCP连接中断请求,或先前的连接中断请求的确认

  6. FIN-WAIT-2:从远程TCP等待连接中断请求

  7. CLOSE-WAIT:等待从本地用户发来的连接中断请求

  8. CLOSING:等待远程TCP对连接中断的确认

  9. LAST-ACK:等待原来的发向远程TCP的连接中断请求的确认

  10. 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

  11. CLOSED:没有任何连接状态

TCP 3次握手:

在这里插入图片描述
过程分析:
第1次握手:客户端的应用进程主动打开,并向服务端发出请求报文段。其首部中:SYN=1,seq=x。
第2次握手:服务器应用进程被动打开。若同意客户端的请求,则发回确认报文,其首部中:SYN=1,ACK=1,ack=x+1,seq=y。
第3次握手:客户端收到确认报文之后,通知上层应用进程连接已建立,并向服务器发出确认报文,其首部:ACK=1,ack=y+1。当服务器收到客户端的确认报文之后,也通知其上层应用进程连接已建立。

建立连接时的状态变迁:

一开始,建立连接之前服务器和客户端的状态都为CLOSED。服务器创建socket后开始监听,变为LISTEN状态。客户端请求建立连接,向服务器发送SYN报文,客户端的状态变为SYN_SENT。服务器收到客户端的报文后向客户端发送ACK和SYN报文,此时服务器的状态变为SYN_RCVD。然后,客户端收到ACK、SYN,就向服务器发送ACK,客户端状态变为ESTABLISHED,服务器收到客户端的ACK后也变为ESTABLISHED。此时,3次握手完成,连接建立!

TCP 4次挥手:
在这里插入图片描述
(1) TCP客户端发送一个FIN,用来关闭客户到服务器的数据传送。
(2) 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。和SYN一样,一个FIN将占用一个序号。
(3) 服务器关闭客户端的连接,发送一个FIN给客户端。
(4) 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。

断开连接时的状态变迁

由于tcp连接是全双工的,断开连接会比建立连接麻烦一点点。客户端先向服务器发送FIN报文,请求断开连接,其状态变为FIN_WAIT1。服务器收到FIN后向客户端发生ACK,服务器状态变为CLOSE_WAIT。客户端收到ACK后就进入FIN_WAIT2状态。此时连接已经断开了一半了。如果服务器还有数据要发送给客户端,就会继续发送。直到发完了,就发送FIN报文,此时服务器进入LAST_ACK状态。客户端收到服务器的FIN后,马上发送ACK给服务器,此时客户端进入TIME_WAIT状态,再过了2MSL长的时间后进入CLOSED状态。服务器收到客户端的ACK就进入CLOSED状态。
至此,还有一个状态没有提及:CLOSING状态。CLOSING状态表示客户端发生了FIN,但没有收到服务器的ACK,却收到了服务器的FIN。这种情况发生在服务器发送的ACK丢包的时候,因为网络传输有时会有意外。

下面介绍一下各个状态:

  1. CLOSED:

    表示初始状态。

  2. LISTEN:

    服务器端的某个SOCKET处于监听状态

  3. SYN_RCVD:

    这个状态表示接受到了SYN报文,在正常情况下,这个状态是服务器端的SOCKET在建立TCP连接时的三次握手会话过程中的一个中间状态,很短暂,基本上用netstat是很难看到这种状态的,因此这种状态时,当收到客户端的ACK报文后,它会进入到ESTABLISHED状态。

  4. SYN_SENT:

    这个状态与SYN_RCVD遥想呼应,当客户端SOCKET执行CONNECT连接时,它首先发送SYN报文,因此也随即它会进入到了SYN_SENT状态,并等待服务端的发送三次握手中的第2个报文。SYN_SENT状态表示客户端已发送SYN报文。

  5. ESTABLISHED:
    表示连接已经建立了。

  6. FIN_WAIT_1:

    这个状态要好好解释一下,其实FIN_WAIT_1和FIN_WAIT_2状态的真正含义都是表示等待对方的FIN报文。而这两种状态的区别是:FIN_WAIT_1状态实际上是当SOCKET在ESTABLISHED状态时,它想主动关闭连接,向对方发送了FIN报文,此时该SOCKET即进入到FIN_WAIT_1状态。而当对方回应ACK报文后,则进入到FIN_WAIT_2状态,当然在实际的正常情况下,无论对方何种情况下,都应该马上回应ACK报文,所以FIN_WAIT_1状态一般是比较难见到的,而FIN_WAIT_2状态还有时常常可以用netstat看到。

  7. FIN_WAIT_2:

    上面已经详细解释了这种状态,实际上FIN_WAIT_2状态下的SOCKET,表示半连接,也即有一方要求close连接,但另外还告诉对方,我暂时还有点数据需要传送给你,稍后再关闭连接这就是著名的半关闭的状态了,这是在关闭连接时,客户端和服务器两次握手之后的状态。在这个状态下,应用程序还有接受数据的能力,但是已经无法发送数据,但是也有一种可能是,客户端一直处于FIN_WAIT_2状态,而服务器则一直处于WAIT_CLOSE状态,而直到应用层来决定关闭这个状态

  8. TIME_WAIT:

    表示收到了对方的FIN报文,并发送出了ACK报文,就等2MSL后即可回到CLOSED可用状态了。如果FIN_WAIT_1状态下,收到了对方同时带FIN标志和ACK标志的报文时,可以直接进入到TIME_WAIT状态,而无须经过FIN_WAIT_2状态。

  9. CLOSING:

    这里先说一下另一种状态(同时打开),RST是另一种关闭连接的方式,应用程序应该可以判断RST包的真实性,即是否为异常中止。而同时打开和同时关闭则是两种特殊的TCP状态,发生的概率很小。
    下面说closing状态

    这种状态比较特殊,实际情况中应该是很少见,属于一种比较罕见的例外状态。正常情况下,当你发送FIN报文后,按理来说是应该先收到(或同时收到)对方的ACK报文,再收到对方的FIN报文。但是CLOSING状态表示你发送FIN报文后,并没有收到对方的ACK报文,反而却也收到了对方的FIN报文。什么情况下会出现此种情况呢?其实细想一下,也不难得出结论:那就是如果双方几乎在同时close一个SOCKET的话,那么就出现了双方同时发送FIN报文的情况,也就会出现CLOSING状态,表示双方都正在关闭SOCKET连接。

  10. CLOSE_WAIT:

    这种状态的含义其实是表示在等待关闭。怎么理解呢?当对方close一个SOCKET后发送FIN报文给自己,你系统毫无疑问地会回应一个ACK报文给对方,此时则进入到CLOSE_WAIT状态。接下来呢,实际上你真正需要考虑的事情是查看你是否还有数据发送给对方,如果没有的话,那么你也就可以close这个SOCKET,发送FIN报文给对方,也即关闭连接。所以你在CLOSE_WAIT状态下,需要完成的事情是等待你去关闭连接。

  11. LAST_ACK:

    这个状态还是比较容易好理解的,它是被动关闭一方在发送FIN报文后,最后等待对方的ACK报文。当收到ACK报文后,也即可以进入到CLOSED可用状态了。

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/weixin_43608153/article/details/94479343