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TCP协议的状态解析,超全~

作者:admin 2021-10-21 我要评论

今天和大家说说,TCP协议的状态解析。大家可以看看下图,接下来我们会详细说明。 发起握手阶段 CLOSED:表示初始状态。 LISTEN:表示服务器端的某个SOCKET处于监...

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今天和大家说说,TCP协议的状态解析。大家可以看看下图,接下来我们会详细说明。

发起握手阶段

CLOSED:表示初始状态。

LISTEN:表示服务器端的某个SOCKET处于监听状态,可以接受连接。

SYN_RCVD: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你是很难看到这种状态的,除非你特意写了一个客户端测试程序,故意将三次TCP握手过程中最后一个ACK报文不予发送。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。

SYN_SENT:这个状态与SYN_RCVD遥相呼应,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。

ESTABLISHED:表示连接已经建立,这是双方进行正常通信所处的状态。

主动关闭阶段

  • FIN_WAIT_1:本地发送FIN(用于结束连接的)数据包后即可进入该状态,等待对方的应答。一般一端发送完其所要发送的数据后,即可发送FIN数据包,此时发送通道被关闭,但仍可继续接受远端发送的数据包。在接受到远端发送的对于FIN数据包的ACK应答后,将进入FIN_WAIT_2状态。
  • FIN_WAIT_2:进入该状态表示本地已经接收到远端发送的对于本地之前发送的FIN数据包的ACK应答。进入该状态后,本地仍然可以继续接受远端发送给本地的数据包。在接受到远端发送的FIN数据包后(表示远端也已经发送完数据),本地将发送一个应答数据包,并进入TCP_TIME_WAIT状态。TIME_WAIT状态存在的时间被称为2MSL时间,这一方面是为避免本地发送的应答数据包丢失,另一方面避免一个新创建的套接字接收到旧套接字中遗留的数据包。

其实FIN_WAIT_1和FIN_WAIT_2状态的真正含义都是表示(主动关闭阶段)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立即进入到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。

  • 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。
  • TIME_WAIT::表示收到了对方的FIN报文,并发送出了ACK报文,就等2MSL(2倍报文段寿命)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。

该转状态被称为2MSL等待状态。如果在此期间接收到远端发送的FIN数据包,则表示之前在TCP_FIN_WAIT_2状态发送的ACK应答数据包在传输中丢失或者长时间被延迟,从而造成了远端重新发送了FIN数据包,此时重复ACK应答数据包。一旦2MSL时间到期,则将进入TCP_CLOSED状态,即完成关闭操作。

  • CLOSING: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,也即会出现CLOSING状态,表示双方都正在关闭SOCKET连接。

被动关闭阶段

CLOSE_WAIT:当对方率先发送FIN报文给自己,本地系统毫无疑问地会回应一个ACK报文给对方,此时套接字状态从ESTABLISED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察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。

该状态存在于被动关闭(后关闭)的一端。当接收到远端发送的FIN数据包后,本地发送一个ACK应答数据包,并将该套接字状态从ESTABLISED设置为CLOSE_WAIT。本地可以继续向远端发送数据包,在发送完所有的数据后,本地将发送一个FIN数据包关闭本地发送通道,并将状态设置为LAST_ACK状态,等待远端对FIN数据包的应答数据包。

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。


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