TCP链接建立与状态迁移

学习TCP协议的第一步是要了解熟悉TCP的三次握手/四次挥手以及状态迁移图. 这篇文章用三个图展示TCP链接的建立与关闭以及状态的迁移.

TCP状态迁移

根据TCP协议的文档RFC793, 一个TCP链接有下图中的几个状态(图中实粗线为Client端的正常情况下状态迁移图, 虚线为Server端正常情况下的状态迁移图):

  • CLOSED: TCP链接的初始状态, 表示没有任何链接
  • LISTEN: (服务端)等待来自远程客户端的请求
  • SYN_SENT: 发送了一个建立TCP链接的SYN请求, 等待对端返回结果
  • SYN_RCVD: 收到了TCP建立链接的SYN包, 等待对方的回应(ACK)
  • ESTABLISHED: TCP链接建立成功, 从这里开始可以交换数据包了
  • FIN_WAIT1: 应用进程关闭了TCP链接(发送FIN包), 并等待对端的响应
  • FIN_WAIT2: 接收到关闭回应后, 等待对端结束TCP链接(等待FIN包)
  • CLOSING: 如果两端同时接收到了FIN包, 则进入该状态
  • CLOSE_WAIT:处于被动关闭一端接受到FIN请求后, 等待本地进程的关闭TCP链接
  • LAST_ACK: 服务端本地进程关闭TCP链接后, 发送FIN包, 等待回应
  • TIME_WAIT: 等待2*MSL(TCP包的最大存活时间)后关闭该TCP链接, 等待足够长的时间是为了确保最后关闭链接的ACK包有足够长的时间达到对端, 如果对端未能收到该包, 则会重传FIN包, 这样对端也可以重传ACK包, 一般MSL为60s

TCP state transition

TCP三次握手与四次挥手

正常情况下, TCP的三次握手与四次挥手如下图所示:

TCP connection establish/close

同时关闭时的TCP状态变化

如果TCP通信的两端同时请求关闭链接, 流程如下图所示:

TCP simutaneous close

关于TCP协议的参考资料:

  • RFC793: 这是有关TCP协议的标准文本, 信息的源头
  • <TCP/IP详解 卷1>: W. Richard Stevens的经典, 必看