TCP 状态转换 - 技术栈

上图中还没有进行握手的时候状态是关闭的。

三次握手状态的改变：

客户端发起握手。

调用 connect() 函数时状态转化为：SYN_SENT。调用 listen() 函数时状态转换为：LISTEN。ESTABLISHED是被连接的状态。

四次挥手状态的改变：

谁发起挥手都可以。上图是客户端发起的挥手。

客户端调用close()函数时状态转化为：FIN_WAIT_1，接收到请求后服务端状态转换为：CLOSE_WAIT(等待关闭)。第二次挥手客户端状态转化为：FIN_WAIT_2。第三次挥手，服务端状态转化为：LAST_ACK，客户端状态转换为：TIME_WAIT。最后就都变为关闭状态。

上图黑线是特殊的情况，红线是客户端，绿色虚线是服务端。

等待2MSL的原因是保证TCP的可靠性。因为在进行第四次挥手的时候，对方没有收到应答(不能是发送ACK就断开连接，还需确保对方接收到了信息)。所以对方再次发送断开请求，本机应答，对方收到应答。

上图中 TIME_WAIT 定时经过两倍报文段寿命：

1. 2MSL（Maximum Segment Lifetime）：
主动断开连接的一方, 最后进入一个 TIME_WAIT状态, 这个状态会持续: 2msl
（1） msl: 官方建议: 2分钟, 实际是30s
当 TCP 连接主动关闭方接收到被动关闭方发送的 FIN 和最终的 ACK 后，连接的主动关闭方
必须处于TIME_WAIT 状态并持续 2MSL 时间。
这样就能够让 TCP 连接的主动关闭方在它发送的 ACK 丢失的情况下重新发送最终的 ACK。
主动关闭方重新发送的最终 ACK 并不是因为被动关闭方重传了 ACK（它们并不消耗序列号，被动关闭方也不会重传），而是因为被动关闭方重传了它的 FIN。事实上，被动关闭方总是
重传 FIN 直到它收到一个最终的 ACK。
2. 半关闭：
当 TCP 链接中 A 向 B 发送 FIN 请求关闭，另一端 B 回应 ACK 之后（A 端进入 FIN_WAIT_2
状态），并没有立即发送 FIN 给 A，A 方处于半连接状态（半开关），此时 A 可以接收 B 发
送的数据，但是 A 已经不能再向 B 发送数据。
从程序的角度，可以使用 API 来控制实现半连接状态：

cpp 复制代码

#include <sys/socket.h>
int shutdown(int sockfd, int how);
sockfd: 需要关闭的socket的描述符
how: 允许为shutdown操作选择以下几种方式:
    SHUT_RD(0)：关闭sockfd上的读功能，此选项将不允许sockfd进行读操作。
                该套接字不再接收数据，任何当前在套接字接受缓冲区的数据将被无声的丢弃掉。
    SHUT_WR(1): 关闭sockfd的写功能，此选项将不允许sockfd进行写操作。进程不能在对此套接字发
出写操作。
    SHUT_RDWR(2)：关闭sockfd的读写功能。相当于调用shutdown两次：首先是以SHUT_RD,然后以
SHUT_WR。

使用 close 中止一个连接，但它只是减少描述符的引用计数，并不直接关闭连接，只有当描述符的引用计数为 0 时才关闭连接。shutdown 不考虑描述符的引用计数，直接关闭描述符。也可选择中止一个方向的连接，只中止读或只中止写。
注意:
1. 如果有多个进程共享一个套接字，close 每被调用一次，计数减 1 ，直到计数为 0 时，也就是所用进程都调用了 close，套接字将被释放。
2. 在多进程中如果一个进程调用了 shutdown(sfd, SHUT_RDWR) 后，其它的进程将无法进行通信。但如果一个进程 close(sfd) 将不会影响到其它进程。