TCP 串連狀態詳解

一個TCP串連的過程中，會經曆一系列的狀態變化，這些變化包括：

LISTEN，SYN_SENT，SYN-RECEIVED，ESTABLISHED，FIN-WAIT-1，FIN-WAIT-2，CLOSE-WAIT，CLOSING，LAST-ACK，TIME-WAIT，CLOSED。其中CLOSED是一個虛構的狀態，因為CLOSED的TCP串連的TCB（Transmission Control Block）已經釋放掉了，所以此時這個TCP串連已經不存在了。關於各個狀態的一個簡要說明： LISTEN：偵聽並等待對端的TCP串連請求 SYN-SENT：發送SYN串連請求後，等待對端回複SYN請求 SYN-RECEIVED：收到來自對端的SYN請求，並回複SYN請求後，等待對端響應SYN請求的ACK訊息 ESTABLISHED：代表串連建立，雙方在這個狀態下進行TCP資料互動 FIN-WAIT-1：發送FIN關閉串連請求後，等待對方響應FIN的ACK訊息或者對端的FIN關閉請求 FIN-WAIT-2：等待對方FIN關閉請求 CLOSE-WAIT：等待本機使用者（進程）發送FIN關閉請求給對端 CLOSING：當雙方同時發送FIN關閉請求時，會進入CLOSING狀態，等待對端發送FIN報文的響應ACK訊息 LAST-ACK：收到對端FIN請求後，回複ACK及FIN並等待對方回複FIN的響應ACK訊息，此時進入此狀態 TIME-WAIT：該狀態是為了確保對端收到了FIN請求的ACK響應，預設會等待兩倍MSL時間長度（MSL：Maximum Segment Lifetime，即報文最大存留時間，超過這個時間的報文會被丟棄）

 

對於上面的狀態之間的變化關係，可以參考RFC-793中的TCP串連狀態變化圖：

註：

圖中“---------”上下的內容表示狀態變換的條件（例如snd SYN,ACK表示發送SYN和ACK報文，rcv FIN表示收到FIN報文等等）

圖中“+-------+”中框起來的是各個TCP串連的狀態

圖中“-------->”這類箭頭表示狀態之間變換的順序（還有各種折線箭頭）

 

 

TCP三向交握的過程以及狀態切換過程說明：

TCP A                                               TCP B 1.  CLOSED                                              LISTEN 2.  SYN-SENT    --> <SEQ=100><FLAGS=SYN>                 --> SYN-RECEIVED 3.  ESTABLISHED <-- <SEQ=300><ACK=101><FLAGS=SYN,ACK>    <-- SYN-RECEIVED 4.  ESTABLISHED --> <SEQ=101><ACK=301><FLAGS=ACK>       --> ESTABLISHED 5.  ESTABLISHED --> <SEQ=101><ACK=301><FLAGS=ACK><DATA> --> ESTABLISHED

過程說明： B作為伺服器端處於LISTEN狀態，偵聽外部的TCP串連 A發送SYN串連請求給B，進入SYN-SENT狀態，B收到串連請求後，進入SYN-RECEIVED狀態 B回複SYN，ACK給A，A收到後進入ESTABLISHED狀態 A回複ACK給B，B收到後也進入ESTABLISHED狀態 雙方開始進行資料交換

 

 

再來看一個更為複雜的握手過程，雙方在CLOSED狀態下同時發起到對方的TCP串連：

TCP A                                                TCP B 1.  CLOSED                                               CLOSED 2.  SYN-SENT     --> <SEQ=100><FLAGS=SYN>              ... 3.  SYN-RECEIVED <-- <SEQ=300><FLAGS=SYN>              <-- SYN-SENT 4.               ... <SEQ=100><FLAGS=SYN>              --> SYN-RECEIVED 5.  SYN-RECEIVED --> <SEQ=100><ACK=301><FLAGS=SYN,ACK> ... 6.  ESTABLISHED  <-- <SEQ=300><ACK=101><FLAGS=SYN,ACK> <-- SYN-RECEIVED 7.               ... <SEQ=101><ACK=301><FLAGS=ACK>     --> ESTABLISHED

過程說明： A和B均處於CLOSED狀態 A向B發送SYN串連請求，A進入SYN-SENT狀態 由於網路延遲，步驟2中A發送的SYN請求還未到達B，此時B發送SYN請求給A，進入SYN-SENT狀態，A收到後進入SYN-RECEIVED狀態 第2步來自A的SYN請求剛到達B，B收到後，進入SYN-RECEIVED狀態 A回複SYN，ACK給B的SYN請求 B回複SYN，ACK給A，由於