TCP有限状态机简述

• 状态机简述

    计算机里讲的是有限状态机(Finite-state machine)。人生就是一个有限状态机，出生即open，死亡即close。当然人是一个复杂的有限状态机，在人的一生当中可以有很多个状态转换。比如你有一个(男)女朋友，和(他)她吵架即输入动作，分手成单身了即结果状态。当然也有动作的结果是不会让现有状态发生发生迁移的，取而代之的是同一状态的变化。比如和(男)女友吵架的这一动作虽没有造成分手，即还是非单身的状态，但你的心境可能发生了变化...
简而言之，有始有终，有有限次状态迁移即为有限状态机。参考 http://en.wikipedia.org/wiki/Finite-state_machine

• TCP的三次握手和四次断开

    建立TCP连接的三次握手：

我：你好！
MM：呵呵，你好！
我：呵呵

    断开TCP连接的四次握手：

我：再见！
MM：呵呵
MM：再见！
我：呵呵

而所谓的状态机是指MM等待有人搭话，搭话已发送，等待MM回复，收到回复，已说再见，等MM说再见。。。。这些状态而已。

• TCP有效状态机简述

     

tcp有效状态机

根据上图，红色虚线箭头代表服务器端的状态，而绿色实现箭头代表客户端的状态。

1. CLOSED状态：服务器端跟客户端均关闭，处于CLOSED状态。其实开始并未规定谁是服务器端，谁是客户端，根据需求而定；

2. LISTEN状态：由于某些情况，其中一个端口被动打开处于监听状态（LISTEN），而另外一个向监听端发起会话请求，TCP三次握手开始。（ps 被动打开：指系统的应用程序需要打开一个端口，希望建立一个传人的链接，接受外部的请求，所以需要打开一个套接字监督该端口。）；

3. SYN_SENT状态：客户端有连接需求，需要于服务器端第一次建立链接，这时候向服务器端发送请求，SYN=1,客户端处于SYN_SENT状态；

4. SYNRECVD状态:服务器端收到SYN请求后，自身处于SYNRECVD状态；

5. ESTABLISHED状态：服务器端发送SYN ACK=1回馈请求之后，转换为ESTABLISHED态， SYN_SENT在收到SYN ACK，发送ACK，状态为ESTABLISHED。双方连接建立完成；

6. FIN_WAIT_1状态：当双方通信完成，客户端向服务器发送FIN信号，准备断开连接，自身从ESTABLISHED状态转换为FIN_WAIT_1状态；

7. CLOSE_WAIT状态:服务器端在收到FIN后，发送ACK确认，状态为CLOSE_WAIT状态，等待关闭；

8. LAST_ACK状态：等待数据传输完成之后，服务器端发送FIN，自身状态变为LAST_ACK状态；

9. FIN_WAIT_2状态：客户端只收到服务器端得ACK信号，并没有收到FIN信号；说明服务器端还有数据传输，那么此时为半连接；

10. TIME_WAIT状态：有两种方式进入 该状态：1、FIN_WAIT_1进入：此时应用程序端口收到FIN+ACK（而不是像FIN_WAIT_2那样只收到ACK，说明数据已经发送完毕）并向服务器端口发送ACK；2、FIN_WAIT_2进入：此时应用程序端口收到了FIN，然后向服务器端发送ACK；TIME_WAIT是为了实现TCP 全双工连接的可靠性关闭，用来重发可能丢失的ACK报文；需要持续2个MSL(最大报文生存时间)：假设应用程序端口在进入TIME_WAIT后，2个 MSL时间内并没有收到FIN,说明应用程序最后发出的ACK已经收到了；否则，会在2个MSL内在此收到ACK报文；
    

 

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