TCP链接的11种状态变迁

TCP链接的11种状态变迁 

一、先上图：

二、所有11种状态

    2.一、客户端独有的：（1）SYN_SENT （2）FIN_WAIT1 （3）FIN_WAIT2 （4）CLOSING （5）TIME_WAIT 。

    2.二、服务器独有的：（1）LISTEN （2）SYN_RCVD （3）CLOSE_WAIT （4）LAST_ACK 。

    2.三、共有的：（1）CLOSED （2）ESTABLISHED 。

三、状态变迁

    3.一、创建链接时的状态变迁

          一开始，创建链接以前服务器和客户端的状态都为CLOSED。服务器建立socket后开始监听，变为LISTEN状态。客户端请求创建链接，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。而后，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，链接创建！

    3.二、断开链接时的状态变迁

        因为tcp链接是全双工的，断开链接会比创建链接麻烦一点点。客户端先向服务器发送FIN报文，请求断开链接，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。此时链接已经断开了一半了。若是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，立刻发送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，还有一个状态没有说起：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。这种状况发生在服务器发送的ACK丢包的时候，由于网络传输有时会有意外。

什么是2MSL

MSL是Maximum Segment Lifetime英文的缩写，中文能够译为“报文最大生存时间”，他是任何报文在网络上存在的最长时间，超过这个时间报文将被丢弃。由于tcp报文（segment）是ip数据报（datagram）的数据部分，具体称谓请参见《数据在网络各层中的称呼》一文，而ip头中有一个TTL域，TTL是time to live的缩写，中文能够译为“生存时间”，这个生存时间是由源主机设置初始值但不是存的具体时间，而是存储了一个ip数据报能够通过的最大路由数，每通过一个处理他的路由器此值就减1，当此值为0则数据报将被丢弃，同时发送ICMP报文通知源主机。RFC 793中规定MSL为2分钟，实际应用中经常使用的是30秒，1分钟和2分钟等。

   2MSL即两倍的MSL，TCP的TIME_WAIT状态也称为2MSL等待状态，当TCP的一端发起主动关闭，在发出最后一个ACK包后，即第3次握手完成后发送了第四次握手的ACK包后就进入了TIME_WAIT状态，必须在此状态上停留两倍的MSL时间，等待2MSL时间主要目的是怕最后一个ACK包对方没收到，那么对方在超时后将重发第三次握手的FIN包，主动关闭端接到重发的FIN包后能够再发一个ACK应答包。在TIME_WAIT状态时两端的端口不能使用，要等到2MSL时间结束才可继续使用。当链接处于2MSL等待阶段时任何迟到的报文段都将被丢弃。不过在实际应用中能够经过设置SO_REUSEADDR选项达到没必要等待2MSL时间结束再使用此端口。

   TTL与MSL是有关系的但不是简单的相等的关系，MSL要大于等于TTL。