TCP连接过程和状态变化

文章目录

1 TCP建立连接–三次握手
2 TCP断开连接–四次挥手
3 调优

TCP建立连接–三次握手

其实TCP建立连接的三次握手网上有很多的啦，下面给出我的理解：

状态解释

CLOSED：虚拟出来的状态，实际不存在，你在netstat -ant | grep 端口的时候是找不到的；

LISTEN：表示Server大门已开，随时准备有Client前来连线；

SYN_SENT：只在Client端出现，表示Client发送过SYN了，正在焦急地等待Server的ACK；

SYN_RCVD：只在Server端出现，表示Server收到Client的SYN了，并且已经发给Client自己的ACK和SYN了，正在焦急地等待Client的ACK；

ESTABLISHED：在Client端出现表示Client把自己的ACK（第3次握手）发出去了，Client已经就绪；在Server端出现表示Server已经收到Client的ACK（第3次握手）了，Server已经就绪；

注：只有在Client和Server同时为ESTABLISHED时，即同时就绪时才可以进行数据传输。

Client端口状态转换

应用层调用connect，发送SYN到对端，等待对端的ACK和SYN；

等待对端的ACK和SYN到来，接收到ACK和SYN后，发出自己的ACK，状态进入ESTABLISHED；

等待对端的ACK和SYN期间，端口状态一直为SYN_SENT，超时后进入CLOSED；

Server端口状态转换

应用层启动侦听，端口进入LISTEN状态；

接收到Client发来的SYN，发送自己的ACK和SYN，进入SYN_RCVD状态，等待Client的ACK；

等待Client的ACK到来，接收到ACK后，进入ESTABLISHED；等待超时，进入CLOSED；

TCP断开连接–四次挥手

TCP通讯双方，不管是Client还是Server，都可以主动断开连接，所以下面我们只以主动方和被动方为标注。（实际情况一般由客户端主动关闭，服务端关闭的也有，看到服务端端口状态为TIME_WAIT时不要奇怪）。

状态解释

FIN_WAIT_1：仅出现在主动方，表示主动方想要断开连接，已经关闭了写通道，并向对端发送了FIN，等待对方的ACK到来；

CLOSE_WAIT：仅出现在被动方，表示被动方收到FIN后，已经回复ACK，正在等自己的应用层调用close方法关闭写通道，在CLOSE_WAIT状态下，自己只能发送数据，但不能接收数据；

FIN_WAIT_2：仅出现在主动方，表示主动方已收到对端的ACK，等待对端的FIN，此时无法再发送数据，但是可以接收数据；

LAST_ACK：仅出现在被动方，表示被动方缓冲区数据已经发送完毕，并且已经发送FIN到对端，等待对端的ACK；如果应用层写的比较垃圾，没有调用close关闭socket，则会一直停留在CLOSE_WAIT；

TIME_WAIT：仅出现在主动方，表示主动方已经发出ACK了，本次通讯完事了，双方都不能再读写了，但是主动方不确定对方能不能收到最后一个ACK，为了保证这个端口释放后，不被后来的连接马上使用被当成是新连接，通俗地讲，为了不乱套，这个状态会一直等待，等多久呢，等2×MSL（Maximum Segment Lifetime）个时间，这个MSL是操作系统配置的，有默认参数，可以改。

主动方端口状态转换

应用层调用close方法发起关闭连接；

发送FIN到对端，关闭写通道，端口进入FIN_WAIT_1状态；

等待对端的确认ACK到来，接收到ACK后进入FIN_WAIT_2状态；如果在超时时间内没有收到ACK则直接进入CLOSED状态；

如果在FIN_WAIT_1状态时收到了对端的FIN，则进入CLOSING状态

如果在FIN_WAIT_2状态时收到了对端的FIN，则进入TIME_WAIT状态；如果在超时时间内没有收这个FIN则直接进入CLOSED状态；

在TIME_WAIT状态等待2个MSL（报文最长存活周期）后进入CLOSED状态；

被动方端口状态转换

收到对端的FIN后，关闭读通道，自己进入CLOSE_WAIT状态；

在CLOSE_WAIT状态等待应用层调用close方法关闭socket连接；

如果在超时时间内没调用close，则直接进入CLOSED状态；

如果在超时时间内调用了close，则向对端发送FIN，自己进入LAST_ACK状态，等待对端的ACK；

等待对端的ACK，如果在超时时间内收到了ACK则直接进入CLOSED状态，否则超时后进入CLOSED状态；

调优

上边已经提到了，服务端有时也会主动关闭连接，应该是为了避免有些不地道的Client在撩完以后不关闭socket连接，一直占用服务器资源，所以有些服务器也会无情地主动关闭连接，为了自己不被干倒。

在高并发场景下，服务器主动关闭连接的情况，在服务端会出现大量的TIME_WAIT状态的端口，会占用操作系统文件句柄资源，导致新的连接可能无法建立，影响高并发性能，而关于TCP参数的调优中，有一大堆，但有一些参数调优对业务是有风险的，所以这里只给出一个相对比较安全的推荐调优，源自《码出高效阿里巴巴Java开发手册终极版 (1.3.0)》。

在Linux服务器上，/etc/sysctl.conf文件中修改time_wait缺省值（默认240秒）：

net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30

原文链接：https://blog.csdn.net/miss_ruochen/article/details/80782228