linux网路编程之TCP状态转换及端口复用

（1）TCP状态转换图

         

    其中图中分为三种状态：实线代表的主动发起连接，虚线代表的被动发起连接，细实线代表的可以双向发起连接的状态。

主动发起连接方状态变化：1）主动发起连接的一方发送SYN标志位，进入SYN_SENT状态，等待接收被发起连接方发送ACK应答和数据包序号，接收到ACK应答后，同时向被被发起连接方发送ACK应答，表示数据已经接收到，同一发起连接，此时进入ESTABLISHED状态，表示三次握手完成。2）主动发起连接的一方向另一方发送FIN标志位，请求关闭连接，立即进入FIN_WATI_1，等待被动发起连接方发送ACK应答信号，主动发起连接方接收到ACK应答信号后，进入FIN_WATI_2状态，代表主动发起连接端半关闭完成。此时，如果被动连接方发送FIN信号请求关闭连接，主动发起连接的一方会发送一个ACK应答信号同意关闭，但是此时不确定被动发起连接方是否收到信号（因为主动发起连接方已经关闭），所以要等待一个2MSL时间（确保最后发送的一个ACK应答信号被接收到），2MSL时间一到，被动连接方关闭，四次挥手完成。

被动发起连接方状态变化：1）被动发起连接方处于监听状态，等待连接，当被动发起连接方接收到主动方SYN状态请求连接时，被动发起连接方会发送一个ACK应答同时携带自己的数据报序号给主动方，进入SYN_RCVD状态，等待主动方发送ACK应答信号，当接收到主动方发起的ACK应答信号时，被动发起连接方进入ESTABLISHED状态，表示三次握手完成。2）当主动方发送FIN请求关闭时，被动连接方接收FIN并同时向主动方发送ACK应答，同意关闭，此时被动连接方进入CLOSE_WAIT状态。如果此时被动连接方发送FIN信号，则进入LAST_ACK状态，等待主动方的应答信号，当接收到主动方的应答信号，被动方关闭，四次挥手完成。

双向连接状态：1）当被动发起连接方进入SYN_RCVD状态，等待主动发起方发送ACK应答信号时，此时如果网络中断，则三次握手中断，重新进行三次握手，被接受方发送RST信号，重新连接。2）主动发起连接方接收到FIN信号进入FIN_WAIT_1状态，此时如果主动接收到ACK和FIN信号，同时给被动方发送ACK应答信号，则主动方进入TIME_WAIT状态，等待2MSL时间关闭文件。如果只收到ACK应答信号和FIN信号，则会进入CLOSING状态，当主动发送ACK应答信号时，主动方进入TIME_WAIT状态，等待2MSL时间关闭文件。

（2）C/S模型的TCP状态图

         

（3）半关闭

            当TCP链接中A发送FIN请求关闭,B端回应ACK后（A端进入FIN_WAIT_2状态），B没有立即发送FIN给A，此时A处于半关闭状态，A可以接收B发送的数据，但是A不能向B发送数据了。

           使用close关闭文件描述符只是中止一个连接，它减少的只是描述符的引用计数，并不直接关闭连接，当引用计数达到0时，才关闭连接。而使用shutdown不考虑描述符的引用计数，直接关闭描述符，也可以中止一个方向的连接，只中止读或者写。

            #include

            int   shutdown(int sockfd,int how)

           参数：how        SHUT_RD(0)：关闭套接字读功能缓存区

                                      SHUT_WR(1)：关闭套接字写功能缓存区

                                      SHUT_RDWR(2)：关闭套接字读写功能缓存区

（4）端口复用

             当服务器断开连接时，实际上此时服务器使用的端口处于TIME_WAIT状态，需要等待2MSL时间才能重新被利用。如果想要在服务器断开连接时端口可以被使用，则需要使用端口复用功能，具体方法是使用setsockopt()设置socket描述符选项的S0_REUSEADDR为1,表示允许创建端口号相同，但IP地址不同的多个socket描述符。

           在server代码中的socket()和bind()之间插入代码:

                           int opt=1;

                           setsockopt(listenfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&opt,sizeof(opt));