一、TCP的狀態

　　在TCP層，有個FLAGS字段，這個字段有以下幾個標識：SYN, FIN, ACK, PSH, RST, URG。其中，對于我們日常的分析有用的就是前面的五個字段。

它們的含義是：

SYN表示建立連接，
FIN表示關閉連接，
ACK表示響應，
PSH表示有 DATA數據傳輸，
RST表示連接重置。

　　其中，ACK是可能與SYN，FIN等同時使用的，比如SYN和ACK可能同時為1，它表示的就是建立連接之后的響應，如果只是單個的一個SYN，它表示的只是建立連接，TCP的幾次握手就是通過這樣的ACK表現出來的。但SYN與FIN是不會同時為1的，因為前者表示的是建立連接，而后者表示的是斷開連接。RST一般是在FIN之后才會出現為1的情況，表示的是連接重置。

　　一般地，當出現FIN包或RST包時，我們便認為客戶端與服務器端斷開了連接；而當出現SYN和SYN＋ACK包時，我們認為客戶端與服務器建立了一個連接。PSH為1的情況，一般只出現在 DATA內容不為0的包中，也就是說PSH為1表示的是有真正的TCP數據包內容被傳遞。

　　TCP的連接建立和連接關閉，都是通過請求－響應的模式完成的。

二、TCP三次握手

　　TCP(Transmission Control Protocol)傳輸控制協議，是主機對主機層的傳輸控制協議，提供可靠的連接服務，采用三次握手確認建立一個連接。

　　位碼，即tcp標志位，有6種標示：SYN(synchronous 建立聯機)、ACK(acknowledgement 確認)、PSH(push 傳送)、FIN(finish 結束)、RST(reset 重置)、URG(urgent 緊急)、Sequence number(順序號碼)、Acknowledge number(確認號碼)。、

（1）第一次握手：主機A發送位碼為syn＝1，隨機產生seq number=1234567的數據包到服務器，主機B由SYN=1知道，A要求建立聯機；

（2）第二次握手：主機B收到請求后要確認聯機信息，向A發送ack number=(主機A的seq+1)，syn=1，ack=1，隨機產生seq=7654321的包；

（3）第三次握手：主機A收到后檢查ack number是否正確，即第一次發送的seq number+1，以及位碼ack是否為1，若正確，主機A會再發送ack number=(主機B的seq+1)，ack=1，主機B收到后確認seq值與ack=1則連接建立成功。

完成三次握手，主機A與主機B開始傳送數據。

　　在TCP/IP協議中，TCP協議提供可靠的連接服務，采用三次握手建立一個連接。 第一次握手：建立連接時，客戶端發送syn包(syn=j)到服務器，并進入SYN_SEND狀態，等待服務器確認； 第二次握手：服務器收到syn包，必須確認客戶的SYN（ack=j+1），同時自己也發送一個SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此時服務器進入SYN_RECV狀態；第三次握手：客戶端收到服務器的SYN＋ACK包，向服務器發送確認包ACK(ack=k+1)，此包發送完畢，客戶端和服務器進入ESTABLISHED狀態，完成三次握手。

三、四次揮手

　　所謂四次揮手（Four-Way Wavehand）即終止TCP連接，就是指斷開一個TCP連接時，需要客戶端和服務端總共發送4個包以確認連接的斷開。在socket編程中，這一過程由客戶端或服務端任一方執行close來觸發，整個流程如下圖所示：

　　由于TCP連接時全雙工的，因此，每個方向都必須要單獨進行關閉，這一原則是當一方完成數據發送任務后，發送一個FIN來終止這一方向的連接，收到一個FIN只是意味著這一方向上沒有數據流動了，即不會再收到數據了，但是在這個TCP連接上仍然能夠發送數據，直到這一方向也發送了FIN。首先進行關閉的一方將執行主動關閉，而另一方則執行被動關閉，上圖描述的即是如此。

（1）第一次揮手：Client發送一個FIN，用來關閉Client到Server的數據傳送，Client進入FIN_WAIT_1狀態。

（2）第二次揮手：Server收到FIN后，發送一個ACK給Client，確認序號為收到序號+1（與SYN相同，一個FIN占用一個序號），Server進入CLOSE_WAIT狀態。

（3）第三次揮手：Server發送一個FIN，用來關閉Server到Client的數據傳送，Server進入LAST_ACK狀態。

（4）第四次揮手：Client收到FIN后，Client進入TIME_WAIT狀態，接著發送一個ACK給Server，確認序號為收到序號+1，Server進入CLOSED狀態，完成四次揮手。

為什么建立連接是三次握手，而關閉連接卻是四次揮手呢？

這是因為服務端在LISTEN狀態下，收到建立連接請求的SYN報文后，把ACK和SYN放在一個報文里發送給客戶端。而關閉連接時，當收到對方的FIN報文時，僅僅表示對方不再發送數據了但是還能接收數據，己方也未必全部數據都發送給對方了，所以己方可以立即close，也可以發送一些數據給對方后，再發送FIN報文給對方來表示同意現在關閉連接，因此，己方ACK和FIN一般都會分開發送。

為什么TIME_WAIT狀態需要經過2MSL(最大報文段生存時間)才能返回到CLOSE狀態？

原因有二：
一、保證TCP協議的全雙工連接能夠可靠關閉
二、保證這次連接的重復數據段從網絡中消失

先說第一點，如果Client直接CLOSED了，那么由于IP協議的不可靠性或者是其它網絡原因，導致Server沒有收到Client最后回復的ACK。那么Server就會在超時之后繼續發送FIN，此時由于Client已經CLOSED了，就找不到與重發的FIN對應的連接，最后Server就會收到RST而不是ACK，Server就會以為是連接錯誤把問題報告給高層。這樣的情況雖然不會造成數據丟失，但是卻導致TCP協議不符合可靠連接的要求。所以，Client不是直接進入CLOSED，而是要保持TIME_WAIT，當再次收到FIN的時候，能夠保證對方收到ACK，最后正確的關閉連接。

再說第二點，如果Client直接CLOSED，然后又再向Server發起一個新連接，我們不能保證這個新連接與剛關閉的連接的端口號是不同的。也就是說有可能新連接和老連接的端口號是相同的。一般來說不會發生什么問題，但是還是有特殊情況出現：假設新連接和已經關閉的老連接端口號是一樣的，如果前一次連接的某些數據仍然滯留在網絡中，這些延遲數據在建立新連接之后才到達Server，由于新連接和老連接的端口號是一樣的，又因為TCP協議判斷不同連接的依據是socket pair，于是，TCP協議就認為那個延遲的數據是屬于新連接的，這樣就和真正的新連接的數據包發生混淆了。所以TCP連接還要在TIME_WAIT狀態等待2倍MSL，這樣可以保證本次連接的所有數據都從網絡中消失。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的TCP的状态 (SYN, FIN, ACK, PSH, RST, URG)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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