TCP的状态变迁及RST报文段产生与处理

TCP状态变迁

CLOSE：                socket的初始状态，没有进行任何操作（connect, listen）之前的状态

LISTEN：               可以接受SYN的状态，服务器等待连接

SYN_RECEIVED:    一个连接请求已经到达，等待确认

SYN_SENT:            发出连接请求，等待确认

ESTABLISED：      连接建立成功，可以进行数据通信 

CLOSE_WAIT:       对方已关闭连接，等待本地用户关闭

FIN_WAIT_1:         应用程序关闭连接

FIN_WAIT_2:         对方已经知道本端不会再发送数据

CLOSING:              对待对方的连接终止请求确认

TIME_WAIT:          双方都尝试关闭连接，等待一段时间，以防止ACK丢失

LAST_ACK：         等待对方确认关闭连接

同步状态：ESTABLISHED, FIN_WAIT_1, FIN_WAIT_2, CLOSE_WAIT, CLOSING, LAST_ACK, TIME_WAIT

非同步状态：LISTEN，SYN_RECEIVED, SYN_SENT

从LISTEN到SYN_SENT的变迁是正确的，但伯克利的TCP软件并不支持它。这里也没有画出。

从程序开发者的角度来看RST的产生和RST的处理

RST的产生

1. 向不存在的端口发起连接
2. 一些延迟的包导致连接无法正常建立，例如一个旧的SYN副本
3. 程序异常终止（依赖于系统，有的会发送FIN, 有的发送RST）
4. 设置了SO_LINGER选项支持异常关闭，并调用close
5. 已关闭的端口（调用close）收到数据

RST的处理

内核对rst的处理由下面这个函数完成

/* When we get a reset we do this. */

void  tcp_reset  ( struct  sock  * sk  )

{

        /* We want the right error as BSD sees it (and indeed as we do). */

        switch  ( sk  ->sk_state) {

        case  TCP_SYN_SENT:

              sk ->sk_err =  ECONNREFUSED  ;

              break ;

        case  TCP_CLOSE_WAIT:

              sk ->sk_err =  EPIPE  ;

              break ;

        case  TCP_CLOSE:

              return ;

        default :

              sk ->sk_err =  ECONNRESET  ;

      }

        /* This barrier is coupled with smp_rmb() in tcp_poll() */

      smp_wmb();

        if  (!sock_flag( sk  , SOCK_DEAD))

              sk ->sk_error_report( sk  );

      tcp_done(  sk );

}

对rst的处理结果最终要反应给上层应用。通过设置errno告诉上层TCP的当前状态。对于与tcp_reset函数

我们可以得到如下的处理流程图

即，

1. 如果在建立连接的过程中收到RST，上层得到的错误就是ECONNREFUSED，一般就是connect返回失败，errno
   的值被设置为ECONNREFUSED。
2. 如果对方已经关闭连接（调用了close， 本端处于CLOSE_WAIT状态)，继续调用send发送数据，就会收到RST，这种情况
   下设置错误号为EPIPE。
3. 其它情况下，收到RST，都设置错误号为ECONNRESET

掉用close函数的TCP会进入CLOSE状态，调用shutdown可能进入FIN_WAIT_2状态。