[tcp] tcp中11种状态详解

前言
很早以前，去面试，面试官问我，tcp连接一共有多少种状态以及各状态的含义。我一脸懵逼，我知道一些状态，如LISTEN、TIME_WAIT等，但没有关注过总共有多少种状态，更别说每种状态的意义了，后面为了面试详细看了下tcp协议状态，虽然当时记住了(其实也只是粗略的知道)，后面总是会忘记，又去搜索，现在将其记下

TCP三次握手和四次挥手

tcp11中状态及变迁其实基本包含在正常的三次握手和四次挥手中，除开CLOSING

tcp正常三次握手

从图片流程看，正常的三次握手从服务端打开监听监听(LISTEN)->客户端先发起SYN主动连接标识->服务端回复SYN及ACK确认->客户端再确认即三次握手TCP连接成功

而三次握手里面也包含tcp其中四种状态及变迁

LISTEN
服务端状态，应用程序打开监听端口，处理来自客户端TCP端口的连接

SYN_SENT
客户端状态，当客户端通过应用程序connect()连接时，客户端TCP发送SYN标记主动建立连接，此时状态为SYN_SENT

SYN_RECV
服务端状态，当收到客户端SYN封包后，服务端会发送一个SYN及ACK确认到客户端，再等待对方连接确认，这时状态为SYN_RECV，如果发现有很多SYN_RCVD状态，可能受到了SYN FLood的Dos攻击

ESTABLISHED
当客户端回复正确的ack值后，就建立一个打开的连接，客户端和服务端就都进入ESTABLISHED状态，此时便可以PSH数据

tcp正常四次挥手

从图片流程看，正常的四次握手包含6种tcp状态变迁
如主动发起关闭方为客户端
客户端发送FIN进入FIN_WAIT1 -> 服务端发送ACK确认并进入CLOSE_WAIT(被动关闭)状态->客户端收到ACK确认后进入FIN_WAIT2状态 -> 服务端再发送FIN进入LAST_ACK状态 -> 客户端收到服务端的FIN后发送ACK确认进入TIME_WAIT状态 -> 服务端收到ACK确认后进入CLOSED状态断开连接 -> 客户端在等待2MSL的时间如果期间没有收到服务端的相关包，则进入CLOSED状态断开连接

FIN_WAIT1
客户端调用close()关闭连接后，TCP发出FIN标记主动关闭连接，然后进入FIN_WAIT1状态，等待远程TCP连接中断或者确认

CLOSE_WAIT
被动关闭状态，TCP接收到FIN后，就发送ack回应客户端的FIN标识封包，然后就进入了CLOSE_WAIT状态

FIN_WAIT2
半关闭状态，主动关闭端(也就是客户端调用close()后)接收到ack确认后，此时进入FIN_WAIT2状态，该状态下，客户端应用程序依然能接收数据

LAST_ACK
服务端发送确认中断后，也发送FIN关闭，然后进入LAST_ACK最后确认关闭状态

TIME_WAIT
在主动关闭端接收到FIN后，TCP就发送ACK，并进入TIME-WAIT状态，该状态持保持由内核参数默认等待2MSL，之后主动关闭方也进入CLOSED状态关闭连接

CLOSED
TCP连接关闭，被动关闭端在接收到ack包后，进入CLOSED状态关闭TCP连接

CLOSING状态

CLOSING状态一般较少出现，这种是客户端和服务端同时发起了FIN主动关闭。如客户端发送FIN主动关闭，但是没有收到服务端发来的ACK确认，而是先收到了服务端发来的FIN关闭连接，所以必须是同时

在进入CLOSING状态后，只要收到了对方对自己发送的FIN的ACK，收到FIN的ACK确认就进入TIME_WAIT状态，因此，如果RTT(Round Trip Time TCP包的往返延时)处在一个可接受的范围内，发出的FIN会很快被ACK从而进入到TIME_WAIT状态，CLOSING状态持续的时间就特别短，因此很难看到这种状态