TCP

TCP状态

TCP三次握手状态

在TCP的连接服务，采用三次握手建立一个连接。

   第一次握手：建立连接时，客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN_SENT，等待服务器确认；SYN：同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers)。

　　第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；

　　第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。

　　完成三次握手，客户端与服务器开始传送数据，在上述过程中，还有一些重要的概念：

未连接队列：在三次握手协议中，服务器维护一个未连接队列，该队列为每个客户端的SYN包（syn=j）开设一个条目，该条目表明服务器已收到SYN包，并向客户发出确认，正在等待客户的确认包。这些条目所标识的连接在服务器处于 Syn_RECV状态，当服务器收到客户的确认包时，删除该条目，服务器也进入ESTABLISHED状态

在断开时：1. 主动方发出设置了FIN位的报文，表示主动终止从本地到远端的单向连接；

此时，主动方进入FIN_WAIT1状态，意思就是它在等待远端的FIN报文；

2. 远端收到FIN后，会立即发送ACK；主动方收到ACK后，进入FIN WAIT2状态，所以FIN-WAIT1状态持续的非常短；

此时远端进入CLOSE-WAIT状态，一条单向连接终止了，但另一条还没有，处于HALF-CLOSE连接状态；

3.当远端进行了必要的数据发送后，它发送FIN，表示从它出发的单向连接也要关闭；同时它进入LAST ACK状态；

4.主动方收到FIN后，回应一个ACK；远端就此进入CLOSED状态，连接关闭；

5.主动方进入TIME WAIT状态；确保最后一个ACK没有丢失，防止新连接占用刚刚关闭的主动方的地址端口，使得网络中流浪的老连接的分组被误认为新连接的分组。

补概念：

半开连接：一方已经关闭或异常终止连接，但另一方却不知道。比如某端突然断电了，另一端是无法感知的。

1，只要TCP的缓冲里还有未读取（read）数据，则调用close时会直接向对端发送RST。

2，shutdown与socket描述符没有关系，即使调用shutdown(fd, SHUT_RDWR)也不会关闭fd，最终还需close(fd)。

3，在已发送FIN包后write该socket描述符会引发EPIPE/SIGPIPE。

4，当有多个socket描述符指向同一socket对象时，调用close时首先会递减该对象的引用计数，计数为0时才会发送FIN包结束TCP连接。shutdown不同，只要以SHUT_WR/SHUT_RDWR方式调用即发送FIN包。

5，SO_LINGER与close，当SO_LINGER选项开启但超时值为0时，调用close直接发送RST（这样可以避免进入TIME_WAIT状态，但破坏了TCP协议的正常工作方式），SO_LINGER对shutdown无影响。

6，TCP连接上出现RST与随后可能的TIME_WAIT状态没有直接关系，主动发FIN包方必然会进入TIME_WAIT状态，除非不发送FIN而直接以发送RST结束连接

 

TCP连接状态和说明：

状态	说明
CLOSED	不存在TCP连接
LISTEN	一个应用层协议已经发布了一个被动打开，并且有意接收TCP连接企图
SYN SENT	一个应用层协议已经发布一个主动打开，并且发送一个SYN段
SYN RCVD	一个SYN段被接收，并且一个SYN-ACK被发送
ESTABLISHED	建立TCP连接的3此握手完成。现在数据能双向传输
FIN WAIT-1	初始的关闭连接段的FIN-ACK被发送
FIN WAIT-2	响应初始的FIN-ACK的ACK被接收
CLOSING	一个FIN-ACK被接收但ACK不是针对已发送的FIN-ACK的。收到的FIN-ACK中的是针对已发送的FINA-ACK被称为同时关闭，这时两个TCP对等端在相同时刻发送FIN-ACK。
TIME WAIT	FIN- ACK已被发送并得到两个对等端的确认，并且TCP连接终止进程完成。一旦到达TIME WAIT状态，在连接的TCP端口能被重新使用前，TCP必须等待的时间是最大生存时间(MSL)的两倍。MSL是在互联网中一个TCP段能存在时间的最 大值，推荐是240秒。这个延迟防止一个使用相同端口的连接的TCP段与旧连接的TCP段的副本相混淆
CLOSE WAIT	一个FIN-ACK被接收，并且一个FIN-ACK被发送
LAST ACK	响应FIN-ACK的ACK已被接收