TCP连接的各种状态以及标志位详解

TCP各种状态: 

LISTEN：侦听来自远方的TCP端口的连接请求

SYN-SENT：再发送连接请求后等待匹配的连接请求（客户端）

SYN-RECEIVED：再收到和发送一个连接请求后等待对方对连接请求的确认（服务器）

ESTABLISHED：代表一个打开的连接

FIN-WAIT-1：等待远程TCP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：等待原来的发向远程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
主动端可能出现的状态：FIN_WAIT1、FIN_WAIT2、CLOSING、TIME_WAIT 
被动端可能出现的状态：CLOSE_WAIT LAST_ACK

至此，还有一个状态没有提及：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。这种情况发生在服务器发送的ACK丢包的时候，因为网络传输有时会有意外。

客户端的状态可以用如下的流程来表示： 
CLOSED->SYN_SENT->ESTABLISHED->FIN_WAIT_1->FIN_WAIT_2->TIME_WAIT->CLOSED

服务器的状态可以用如下的流程来表示： 
CLOSED->LISTEN->SYN-RECEIVED->ESTABLISHED->CLOSE_WAIT->LAST_ACK->CLOSED

NOTE： 
（1）主动端出现大量的FIN_WAIT1时需要注意网络是否畅通、出现大量的FIN_WAIT2需要仔细检查程序为何迟迟收不到对端的FIN（可能是主动方或者被动方的bug）、出现大量的TIME_WAIT需要注意系统的并发量/socket句柄资源/内存使用/端口号资源等。 
（2）被动端出现大量的 CLOSE_WAIT 需要仔细检查为何自己迟迟不愿调用close关闭连接（可能是bug，socket打开用完没有关闭）

TCP各种标志位:

 SYN：SYN= 1 表示这是一个连接请求或连接接受报文。在建立连接时用来进行同步序号（个人理解是，在建立连接的时候，提醒对方记录本方的起始序号）。当SYN=1而ACK=0时，表明这是一个连接请求报文段。对方若是同意建立连接，则应响应的报文段中使SYN=1、ACK=1。因此SYN=1表示该报文是一个连接请求报文或者是一个连接请求接收报文。

ACK：确认号只有在该位设置为1的时候才生效，当该位为0是表示确认号无效。TCP规定，在TCP连接建立后所有传送的数据报文段ACK都必须设置为1。

FIN：当 FIN = 1 时，表明此报文段的发送方的数据已经发送完毕，并要求释放连接。

此外还有:
序号：占4个字节，它的范围在0-2^32-1，序号随着通信的进行不断的递增，当达到最大值的时候重新回到0在开始递增。TCP是面向字节流的，在一个TCP连接中传送的字节流中的每一个字节都按照顺序编号。整个要传送的字节流的起始号必须在连接建立时设置。首部中的序列号字段指的是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号。例如，一个报文序号是301，而携带的数据共有100字节。则表示本次报文中的序号是301，下一个报文的序号是401.重复一下，每一个报文的序号是该报文包含的字节中第一个字节的编号。

确认号：占4个字节，确认号，是对下一个想要接受的字节的期望，这里隐式确认了对上一个数据包的成功接收。如上例，在成功接收了序号为301的数据包，想要接收下一个数据包因为上个数据包包含100字节，所以此时的确认号应该是401，表示希望接收下一个序号是401的数据包。