TCP状态转换图

如图

1 主动发起连接

1.1 理论

主动发起连接请求的状态变化如下图。

最开始的时候，主动请求端和被动端都处于CLOSED状态。

第一阶段：当主动请求端发送SYN标志位后，其状态变化为SYN_SEND；

第二阶段：此时被动方收到主动方的请求后，会向主动方发送SYN标志位以及去确认信息ACK，主动方收到信息后，向被动方发送

ACK确认信息，此时主动方的状态变化为ESTABLISHED，完成TCP连接的三次握手。

SYN_SEND一般不容易见到

状态变化：
CLOSE -- 发送SYN -- SEND_SYN -- 接收 ACK、SYN -- SEND_SYN -- 发送 ACK -- ESTABLISHED（数据通信态）

1.2 测试

使用命令查看状态

查看客户端

netstat -apn | grep client

查看服务端

netstat -apn | grep server

这里是多进程通信，一个server处于监听状态，另一个server处于ESTABLISHED状态

查看端口号

netstat -apn | grep 9527

2 主动关闭连接

2.1 理论

主动关闭连接请求的状态变化如下图。

在主动发发起关闭请求前，两方都处于ESTABLISHED状态。

第一阶段：主动方发起关闭连接请求，发送FIN，此时其状态变化为FIN_WAIT_1，当其收到被动方的ACK确认之后，其状态变化为FIN_WAIT_2，这也就是半关闭状态。

第二阶段：主动方收到被动方的关闭连接请求（FIN），其向被动方发送ACK确认，状态变化为TIME_WAIT。

第三阶段：要真正进入到CLOSED状态，需要等待2MSL时长，不同的系统时间不一样。

状态变化：
ESTABLISHED（数据通信态） -- 发送 FIN -- FIN_WAIT_1 -- 接收ACK -- FIN_WAIT_2（半关闭）-- 接收对端发送 FIN -- FIN_WAIT_2（半关闭）-- 回发ACK -- TIME_WAIT（只有主动关闭连接方，会经历该状态） -- 等 2MSL时长 -- CLOSE

2.2 测试

使用命令查看状态

查看主动关闭方的状态

netstat -apn | grep 9527

查看客户端的TIME_WAIT

 先关客户端，再关服务器，此时客户端处于TIME_WAIT状态，并且再次启动程序没有问题。

先关服务器，再关客户端，两端都处于TIME_WAIT状态，并且此时服务器因有2MSL时长，端口复用，无法启动。

3  被动方接受连接

3.1 理论

被动连接连接请求的状态变化如下图

第一阶段：被动接受连接一般都是服务器，因此一开始就处于LISTEN监听状态，的当其收到主动方的SYN标志位后，再向主动方发送SYN标志位和ACK确认信息后，其状态变化为SYN_RCVD。

第二阶段：当被动方收到主动方发送的ACK确认信息后，其状态变化为ESTABLISHED。

状态变化：

CLOSE -- LISTEN -- 接收 SYN -- LISTEN -- 发送 ACK、SYN（发送成功） -- SYN_RCVD -- 接收ACK -- ESTABLISHED（数据通信态）

 如果被动方没有收到主动方的ACK确认信息，在被动方一直向主动方发送SYN和ACK。

4  被动关闭连接

4.1 理论

被动关闭连接请求的状态变化如下图。

第一阶段：主动方和被动方都处于数据通信阶段，当被动方收到主动方发送的FIN结束标志，并且被动方向主动方发送ACK确认信息后，

被动方状态变化为CLOSE_WAIT，其与主动方的半关闭状态对应。

第二阶段：被动方向主动方发送FIN结束标志后，其状态变化为LAST_ACK。

第三阶段：当被动方收到主动方的ACK确认后，其状态变化为CLOSE。

状态变化：

STABLISHED（数据通信态） -- 接收 FIN -- ESTABLISHED（数据通信态） -- 发送ACK 
-- CLOSE_WAIT (说明对端【主动关闭连接端】处于半关闭状态) -- 发送FIN -- LAST_ACK -- 接收ACK -- CLOSE

2MSAL保证最后一个 ACK 能成功被对端接收。（等待期间，对端没收到我发的ACK，对端会再次发送FIN请求。）

一定出现在【主动关闭连接请求端】。 --- 对应 TIME_WAIT 状态。

5 名词解释

CLOSED：表示初始状态。

LISTEN：该状态表示服务器端的某个SOCKET处于监听状态，可以接受连接。

SYN_SEN：这个状态与SYN_RCVD遥相呼应，当客户端SOCKET执行CONNECT连接时，它首先发送SYN报文，随即进入到了SYN_SENT状态，并等待服务端的发送三次握手中的第2个报文。SYN_SENT状态表示客户端已发送SYN报文。

SYN_RCVD: 该状态表示接收到SYN报文，在正常情况下，这个状态是服务器端的SOCKET在建立TCP连接时的三次握手会话过程中的一个中间状态，很短暂。此种状态时，当收到客户端的ACK报文后，会进入到ESTABLISHED状态。

ESTABLISHED：表示连接已经建立。

FIN_WAIT_1: FIN_WAIT_1和FIN_WAIT_2状态的真正含义都是表示等待对方的FIN报文。区别是：FIN_WAIT_1状态是当socket在ESTABLISHED状态时，想主动关闭连接，向对方发送了FIN报文，此时该socket进入到FIN_WAIT_1状态。FIN_WAIT_2状态是当对方回应ACK后，该socket进入到FIN_WAIT_2状态，正常情况下，对方应马上回应ACK报文，所以FIN_WAIT_1状态一般较难见到，而FIN_WAIT_2状态可用netstat看到。

FIN_WAIT_2：主动关闭链接的一方，发出FIN收到ACK以后进入该状态。称之为半连接或半关闭状态。该状态下的socket只能接收数据，不能发。

TIME_WAIT: 表示收到了对方的FIN报文，并发送出了ACK报文，等2MSL后即可回到CLOSED可用状态。如果FIN_WAIT_1状态下，收到对方同时带 FIN标志和ACK标志的报文时，可以直接进入到TIME_WAIT状态，而无须经过FIN_WAIT_2状态。

CLOSING: 这种状态较特殊，属于一种较罕见的状态。正常情况下，当你发送FIN报文后，按理来说是应该先收到（或同时收到）对方的 ACK报文，再收到对方的FIN报文。但是CLOSING状态表示你发送FIN报文后，并没有收到对方的ACK报文，反而却也收到了对方的FIN报文。什么情况下会出现此种情况呢？如果双方几乎在同时close一个SOCKET的话，那么就出现了双方同时发送FIN报文的情况，也即会出现CLOSING状态，表示双方都正在关闭SOCKET连接。

CLOSE_WAIT: 此种状态表示在等待关闭。当对方关闭一个SOCKET后发送FIN报文给自己，系统会回应一个ACK报文给对方，此时则进入到CLOSE_WAIT状态。接下来呢，察看是否还有数据发送给对方，如果没有可以 close这个SOCKET，发送FIN报文给对方，即关闭连接。所以在CLOSE_WAIT状态下，需要关闭连接。

LAST_ACK: 该状态是被动关闭一方在发送FIN报文后，最后等待对方的ACK报文。当收到ACK报文后，即可以进入到CLOSED可用状态。