转载自:http://blog.chinaunix.net/u1/40133/showart_1764444.html

连接进程是通过一系列状态表示的,这些状态有:LISTEN,SYN-SENT,SYN-RECEIVED,ESTABLISHED,FIN-WAIT-
1,FIN-WAIT-2,CLOSE-WAIT,CLOSING,LAST-ACK,TIME-WAIT和
CLOSED。CLOSED表示没有连接,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-RECEIVED - 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;
TCP连接过程是状态的转换,促使发生状态转换的是用户调用:OPEN,SEND,RECEIVE,CLOSE,ABORT和STATUS;传送过来的数据段,特别那些包括以下标记的数据段SYN,ACK,RST和FIN;还有超时,上面所说的都会时TCP状态发生变化。



TCP连接的状态转换图

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转自:http://hi.baidu.com/tim_bi/blog/item/78bc3d9b92a22eb2c8eaf44d.html


n多人都知道,排除和定位网络或系统故障大有帮助,但是怎牢牢地这张图刻在中呢?那你就一定要对这张图一个状态,及转换的过程有深刻地认识,不能只停留在一知半解之中。下面对这张图的11种状态详细解释一下,以便加强记忆!不过在这之前,先回顾一下TCP建立连接的三次握手过程,以及关闭连接的四次握手过程。

1、建立连接协议(三次握手)
1)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

2) 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。

3) 客户必须再次回应服务段一个ACK报文,这是报文段3

2、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。

 (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(报文段4)。
 (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(报文段5)。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(报文段6)。
 (4) 客户段发回ACK报文确认,并将确认序号设置为收到序号加1(报文段7)。

CLOSED: 这个没什么好说的了,表示初始状态。

LISTEN: 这个也是非常容易理解的一个状态,表示服务器端的某个SOCKET处于监听状态,可以接受连接了。

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。

ESTABLISHED:这个容易理解了,表示连接已经建立了。

FIN_WAIT_1: 这个状态要好好解释一下,其实FIN_WAIT_1FIN_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SOCKETESTABLISHED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。

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。

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。

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。

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。

最后有2个问题的回答,我自己分析后的结论(不一定保证100%正确)

1、为什么建立连接协议是三次握手,而关闭连接却是四次握手呢?

这是因为服务端的LISTEN状态下的SOCKET当收到SYN报文的建连请求后,它可以把ACKSYNACK起应答作用,而SYN起同步作用)放在一个报文里来发送。但关闭连接时,当收到对方的FIN报文通知时,它仅仅表示对方没有数据发送给你了;但未必你所有的数据都全部发送给对方了,所以你可以未必会马上会关闭SOCKET,也即你可能还需要发送一些数据给对方之后,再发送FIN报文给对方来表示你同意现在可以关闭连接了,所以它这里的ACK报文和FIN报文多数情况下都是分开发送的。

2、为什么TIME_WAIT状态还需要等2MSL后才能返回到CLOSED状态?

这是因为:虽然双方都同意关闭连接了,而且握手的4个报文也都协调和发送完毕,按理可以直接回到CLOSED状态(就好比从SYN_SEND状态到ESTABLISH状态那样);但是因为我们必须要假想网络是不可靠的,你无法保证你最后发送的ACK报文会一定被对方收到,因此对方处于LAST_ACK状态下的SOCKET可能会因为超时未收到ACK报文,而重发FIN报文,所以这个TIME_WAIT状态的作用就是用来重发可能丢失的ACK报文,并保证于此。

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转载自:http://hi.baidu.com/packetslost/blog/item/ea8bc9c398be9551b219a836.html

 

一般来说,tcp正常关闭需要四个包。比如a和b关闭连接,a先给b发一个fin,b会进行确认ack,然后b也会发出fin,当a接受到这个fin,并发出最后一个ack后,就会处于time_wait状态。这个时间长短跟操作系统有关,一般会在1-4分钟,也就是两倍的数据包(2msl)最大生存时间。TCP主动关闭方采用TIME_WAIT主要是为了实现终止 TCP全双工连接的可靠性及允许老的重复分节在网络中消逝,等过了2msl(大约1~4分钟)后TIME_WAIT就会消失。 
TIME_WAIT状态的目的是为了防止最后a发出的ack丢失,让b处于LAST_ACK超时重发FIN



所以说,主动发起关闭连接的一方会进入time_wait状态,这个时候,进程所占用的端口号不能被释放。除非在你的程序中用setsockopt设置端口可重用(SOCK_REUSE)的选项,但这不是所有操作系统都支持的


   解决TIME_WAIT的办法主要有以下几种:    


   1、修改LINGER值,缩短关闭时间 
   LINGER    lingerStruct; 
   lingerStruct.l_onoff    =    1; 
   lingerStruct.l_linger     =    0; 
   setsockopt(m_socket,SOL_SOCKET,SO_LINGER,(char *)&lingerStruct,sizeof(lingerStruct)); 
   不过这种办法不是很安全的,不过现在网络都很好啦,不会有问题的。 

   2、修改注册表 
   [HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ControlSet001\Services\Tcpip\Parameters] 
   "TcpTimedWaitDelay"=dword:00000005 
   这个值好像是300秒到30秒之间,改成30秒后你会发现TIME_WAIT很快就会消失了。 


   3、禁用LINGER 
   //如果你使用的是Socket API,可以这样 
   BOOL bDontLinger=FALSE;       
   setsockopt(m_socket,SOL_SOCKET,SO_DONTLINGER,(LPCTSTR)&bDontLinger,sizeof(BOOL)); 
   closesocket(s); 

   //如果你使用的是CAsyncSocket,需要响应的修改,例如禁用LINGER可以这样 
   BOOL bDontLinger=FALSE;    
   m_socket->SetSockOpt(SO_DONTLINGER,(const char *)&bDontLinger,sizeof(bDontLinger),SOL_SOCKET); 
   m_socket->Close(); 

   4、客户端可以不BIND(),这样,即使断开连接后再次连接,SOCKET将使用不同的端口(1025-5000), 
   等几分钟后,原有的端口就会自动关闭。

关闭BITCOMET后系统出现的几个TCP状态