TCP/IP狀態詳解[轉]

TCP正常創建和關閉的狀態變化

 
 
TCP鏈接的創建能夠簡單的稱爲三次握手,而鏈接的停止則能夠叫作 四次握手。
 

創建鏈接

 
在TCP/IP協議中,TCP協議提供可靠的鏈接服務,採用三次握手創建一個鏈接。
第一次握手:創建鏈接時,客戶端發送syn包(syn=j)到服務器,並進入SYN_SEND狀態,等待服務器確認;
第二次握手:服務器收到syn包,必須確認客戶的SYN(ack=j+1),同時本身也發送一個SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此時服務器進入SYN_RECV狀態;
第三次握手:客戶端收到服務器的SYN+ACK包,向服務器發送確認包ACK(ack=k+1),此包發送完畢,客戶端和服務器進入ESTABLISHED狀態,完成三次握手。
完成三次握手,客戶端與服務器開始傳送數據,也就是ESTABLISHED狀態。 

 

結束鏈接

    TCP有一個特別的概念叫作half-close,這個概念是說,TCP的鏈接是全雙工(能夠同時發送和接收)鏈接,所以在關閉鏈接的時 候,必須關閉傳和送兩個方向上的鏈接。客戶機給服務器一個FIN爲1 的TCP報文,而後服務器返回給客戶端一個確認ACK報文,而且發送一個FIN報文,當客戶機回覆ACK報文後(四次握手),鏈接就結束了。服務器

 

 


TCP狀態變遷圖

 

這是一個看起來比較複雜的狀態遷移圖,由於它包含了兩個部分---服務器的狀態遷移和客戶端的狀態遷移,若是從某一個 角度出發來看這個圖,就會清晰許多,這裏面的服務器和客戶端都不是絕對的,發送數據的就是客戶端,接受數據的就是服務器。

 

客戶端的狀態能夠用以下的流程來表示:socket

CLOSED->SYN_SENT->ESTABLISHED->FIN_WAIT_1->FIN_WAIT_2->TIME_WAIT->CLOSEDspa

以上流程是在程序正常的狀況下應該有的流程,從書中的圖中能夠看到,在創建鏈接時,當客戶端收到SYN報文的ACK之後,客戶端就打開了數據交互地 鏈接。而結束鏈接則一般是客戶端主動結束的,客戶端結束應用程序之後,須要經歷FIN_WAIT_1,FIN_WAIT_2等狀態,這些狀態的遷移就是前 面提到的結束鏈接的四次握手。blog

 

服務器的狀態能夠用以下的流程來表示:class

CLOSED->LISTEN->SYN收到 ->ESTABLISHED->CLOSE_WAIT->LAST_ACK->CLOSED服務器端

在創建鏈接的時候,服務器端是在第三次握手以後才進入數據交互狀態,而關閉鏈接則是在關閉鏈接的第二次握手之後(注意不是第四次)。而關閉之後還要 等待客戶端給出最後的ACK包才能進入初始的狀態。程序

 

其餘狀態遷移im

書中的圖還有一些其餘的狀態遷移,這些狀態遷移針對服務器和客戶端兩方面的總結以下總結

1. LISTEN->SYN_SENT,對於這個解釋就很簡單了,服務器有時候也要打開鏈接的嘛。
2. SYN_SENT->SYN收到,服務器和客戶端在SYN_SENT狀態下若是收到SYN數據報,則都須要發送SYN的ACK數據報並把本身的狀態 調整到SYN收到狀態,準備進入ESTABLISHED
3. SYN_SENT->CLOSED,在發送超時的狀況下,會返回到CLOSED狀態。
4. SYN_收到->LISTEN,若是受到RST包,會返回到LISTEN狀態。
5. SYN_收到->FIN_WAIT_1,這個遷移是說,能夠不用到ESTABLISHED狀態,而能夠直接跳轉到FIN_WAIT_1狀態並等待關 閉。數據

 

2MSL等待狀態

書中給的圖裏面,有一個TIME_WAIT等待狀態,這個狀態又叫作2MSL狀態,說的是在TIME_WAIT2發送了最後一個ACK數據報之後, 要進入 TIME_WAIT狀態,這個狀態是防止最後一次握手的數據報沒有傳送到對方那裏而準備的(注意這不是四次握手,這是第四次握手的保險狀態)。這個狀態在 很大程度上保證了雙方均可以正常結束,可是,問題也來了。

因爲插口的2MSL狀態(插口是IP和端口對的意思,socket),使得應用程序在2MSL時間內是沒法再次使用同一個插口的,對於客戶程序還好 一些,可是對於服務程序,例如httpd,它老是要使用同一個端口來進行服務,而在 2MSL時間內,啓動httpd就會出現錯誤(插口被使用)。爲了不這個錯誤,服務器給出了一個平靜時間的概念,這是說在2MSL時間內,雖然能夠從新 啓動服務器,可是這個服務器仍是要平靜的等待2MSL時間的過去才能進行下一次鏈接。

 

 

FIN_WAIT_2狀態

這就是著名的半關閉的狀態了,這是在關閉鏈接時,客戶端和服務器兩次握手以後的狀態。在這個狀態下,應用程序還有接受數據的能力,可是已經沒法發送 數據,可是也有一種多是,客戶端一直處於FIN_WAIT_2狀態,而服務器則一直處於WAIT_CLOSE狀態,而直到應用層來決定關閉這個狀態。

 

RST,同時打開和同時關閉

RST是另外一種關閉鏈接的方式,應用程序應該能夠判斷RST包的真實性,便是否爲異常停止。而同時打開和同時關閉則是兩種特殊的TCP狀態,發生的 機率很小。

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