TCP三次握手和四次断连深入分析：连接状态与关系(1)

TCP三次握手和四次断连深入分析：连接状态与关系(1)

说到tcp协议，凡是稍微看过的人都能顺口说出三次握手和四次断连，再牛逼的一点的就能够把每个状态(SYNC_SENT、CLOSE_WAIT。。。。。。等)都能背出来，而说道socket编程，基本上写过网络编程的人都会熟悉那几个标准的API：socket、connect、listen、accept。。。。。。等。但是，我敢打赌很少有人明白tcp状态和socket编程API之间的关系。不信? 看看如下几个问题你是否知道吧：

1)什么时候客户端才能够连接上server端， 是server端调用bind后还是listen后还是accept后 ?

2)什么情况下会出现FIN_WAIT_2状态

本周打破砂锅问到底的精神以及实事求是的精神，我用python脚本写了一些脚本测试这些情况，看完后你一定会大呼过瘾，对tcp的协议和socket编程的理解又更上层楼。

注：以下测试是在Linux(2.6.18)平台上用python(2.7)脚本测试，其它平台没有测试，有兴趣可以自己测试一下。

连接过程测试和验证

第1种情况：client调用connect，server只是调用了socket + bind，没有调用listen

tcpdump抓包如下：

抓包结果显示：server端直接回复了RST包

此时使用netstat或者ss命令去查看，无论是client还是server，都查不到连接

第2种情况：client调用connect，server调用了socket + bind + listen

tcpdump抓包如下：

抓包结果显示：三次握手完成

使用ss工具去查看，client和server都显示ESTAB

[liyh@localhost ~]$ ss  -t -n | grep 50000   
ESTAB      0      0                10.1.73.45:55354           10.1.73.76:50000    

第3种情况：client调用connect + send，server调用了socket + bind + listen + accept + recv + send

tcpdump抓包如下：

抓包结果显示：三次握手完成，并且双方都可以发送和接受数据了

使用ss工具去查看，client和server都显示ESTAB

[liyh@localhost ~]$ ss  -t -n | grep 50000   
ESTAB      0      0                10.1.73.45:41363           10.1.73.76:50000    

连接过程总结

1)可以看到，只有当server端listen之后，client端调用connect才能成功，否则就会返回RST响应拒绝连接

2)只有当accept后，client和server才能调用recv和send等io操作

3)socket API调用错误不会导致client出现SYN_SENT状态，那么只能是网络设备丢包(路由器、防火墙)才会导致SYNC_SENT状态

断连过程测试和总结

第1种情况：client调用close，但server没有调用close

tcpdump抓包如下：

抓包结果显示：client发送了fin包，server端应答了ack包