二、TCP状态迁移路线图

client/server两条路线讲述TCP状态迁移路线图：

这是一个看起来比较复杂的状态迁移图，因为它包含了两个部分---服务器的状态迁移和客户端的状态迁移，如果从某一个角度出发来看这个图，就会清晰许多，这里面的服务器和客户端都不是绝对的，发送数据的就是客户端，接受数据的就是服务器。

客户端应用程序的状态迁移图

客户端的状态可以用如下的流程来表示：

CLOSED->SYN_SENT->ESTABLISHED->FIN_WAIT_1->FIN_WAIT_2->TIME_WAIT->CLOSED

以上流程是在程序正常的情况下应该有的流程，从书中的图中可以看到，在建立连接时，当客户端收到SYN报文的ACK以后，客户端就打开了数据交互地连接。而结束连接则通常是客户端主动结束的，客户端结束应用程序以后，需要经历FIN_WAIT_1，FIN_WAIT_2等状态，这些状态的迁移就是前面提到的结束连接的四次握手。

服务器的状态迁移图

服务器的状态可以用如下的流程来表示：

CLOSED->LISTEN->SYN收到->ESTABLISHED->CLOSE_WAIT->LAST_ACK->CLOSED

在建立连接的时候，服务器端是在第三次握手之后才进入数据交互状态，而关闭连接则是在关闭连接的第二次握手以后(注意不是第四次)。而关闭以后还要等待客户端给出最后的ACK包才能进入初始的状态。

其他状态迁移

还有一些其他的状态迁移，这些状态迁移针对服务器和客户端两方面的总结如下

LISTEN->SYN_SENT，对于这个解释就很简单了，服务器有时候也要打开连接的嘛。

SYN_SENT->SYN收到，服务器和客户端在SYN_SENT状态下如果收到SYN数据报，则都需要发送SYN的ACK数据报并把自己的状态调整到SYN收到状态，准备进入ESTABLISHED

SYN_SENT->CLOSED，在发送超时的情况下，会返回到CLOSED状态。

SYN_收到->LISTEN，如果受到RST包，会返回到LISTEN状态。

SYN_收到->FIN_WAIT_1，这个迁移是说，可以不用到ESTABLISHED状态，而可以直接跳转到FIN_WAIT_1状态并等待关闭。

怎样牢牢地将这张图刻在脑中呢?那么你就一定要对这张图的每一个状态，及转换的过程有深刻的认识，不能只停留在一知半解之中。下面对这张图的11种状态详细解析一下，以便加强记忆!不过在这之前，先回顾一下TCP建立连接的三次握手过程，以及关闭连接的四次握手过程。

三、TCP连接建立三次握手

TCP是一个面向连接的协议，所以在连接双方发送数据之前，都需要首先建立一条连接。

Client连接Server：

当Client端调用socket函数调用时，相当于Client端产生了一个处于Closed状态的套接字。

( 1) 第一次握手 ： Client端又调用 connect 函数调用，系统为Client随机分配一个端口，连同传入connect中的参数(Server的IP 和 端口)，这就形成了一个连接四元组，客户端发送一个带SYN标志的TCP报文到服务器。这是三次握手过程中的报文1。connect调用让Client端的socket处于 SYN_SENT

状态，

等待服务器确认;SYN：同步序列编号( Synchronize Sequence Numbers)。

( 2) 第二次握手 ： 服务器收到syn包，必须确认客户的SYN(ack=j+1)，同时自己也发送一个SYN包(syn=k)，即SYN+ACK包，此时服务器进入 SYN_RECV 状态;

( 3) 第三次握手 ： 客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户器和客务器进入 ESTABLISHED 状态，完成三次握手。 连接已经可以进行读写操作。

一个完整的三次握手也就是： 请求---应答---再次确认 。

TCP协议通过三个报文段完成连接的建立，这个过程称为三次握手(three-way handshake)，过程如下图所示。

对应的函数接口：


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