TCP协议端口状态说明:CLOSE-WAIT、TIME-WAIT 、LISTENING、SYN_SENT、ESTABLISHED、LAST-ACK …详解程序员

了解TCP协议端口的连接状态,对排除和定位网络或系统故障会有很大帮助,因此了解一下是有必要的;在众多TCP状态中,最值得注意的状态有两个:CLOSE_WAIT和TIME_WAIT

一、LISTENING 

  提供某种服务,侦听远方TCP端口的连接请求,当提供的服务没有被连接时,处于LISTENING(监听)状态,端口是开放的,等待被连接。

二、SYN_SENT (客户端状态)

  客户端调用connect,发送一个SYN请求建立一个连接,在发送连接请求后等待匹配的连接请求,此时状态为SYN_SENT。

  “SYN_SENT状态表示请求连接,当你要访问其它的计算机的服务时首先要发个同步信号给该端口,此时状态为SYN_SENT,如果连接成功了就变为 ESTABLISHED,此时SYN_SENT状态非常短暂。但如果发现SYN_SENT非常多且在向不同的机器发出,那你的机器可能中了冲击波或震荡波 之类的病毒了。这类病毒为了感染别的计算机,它就要扫描别的计算机,在扫描的过程中对每个要扫描的计算机都要发出了同步请求,这也是出现许多 SYN_SENT的原因。

根据TCP协议定义的3次握手断开连接规定,发起socket主动关闭的一方 socket将进入TIME_WAIT状态,TIME_WAIT状态将持续2个MSL(Max Segment Lifetime),在Windows下默认为4分钟,即240秒,TIME_WAIT状态下的socket不能被回收使用. 具体现象是对于一个处理大量短连接的服务器,如果是由服务器主动关闭客户端的连接,将导致服务器端存在大量的处于TIME_WAIT状态的socket, 甚至比处于Established状态下的socket多的多,严重影响服务器的处理能力,甚至耗尽可用的socket,停止服务. TIME_WAIT是TCP协议用以保证被重新分配的socket不会受到之前残留的延迟重发报文影响的机制,是必要的逻辑保证”

三、SYN_RECEIVED (服务端状态)

  在收到和发送一个连接请求后,等待对方对连接请求的确认,当服务器收到客户端发送的同步信号时,将标志位ACK和SYN置1发送给客户端,此时服务器端处于SYN_RCVD状态,如果连接成功了就变为ESTABLISHED,正常情况下SYN_RCVD状态非常短暂。

四、ESTABLISHED

  ESTABLISHED状态是表示两台机器正在传输数据。

五、FIN-WAIT-1

  等待远程TCP连接中断请求,或先前的连接中断请求的确认,主动关闭端应用程序调用close,TCP发出FIN请求主动关闭连接,之后进入FIN_WAIT1状态。

六、FIN-WAIT-2

  从远程TCP等待连接中断请求,主动关闭端接到ACK后,就进入了FIN-WAIT-2 .这是在关闭连接时,客户端和服务器两次握手之后的状态,是著名的半关闭的状态了,在这个状态下,应用程序还有接受数据的能力,但是已经无法发送数据,但是也有一种可能是,客户端一直处于FIN_WAIT_2状态,而服务器则一直处于WAIT_CLOSE状态,而直到应用层来决定关闭这个状态。

  附半关闭例图:

  TCP协议端口状态说明:CLOSE-WAIT、TIME-WAIT 、LISTENING、SYN_SENT、ESTABLISHED、LAST-ACK ...详解程序员

 

七、CLOSE-WAIT

  等待从本地用户发来的连接中断请求 ,被动关闭端TCP接到FIN后,就发出ACK以回应FIN请求(它的接收也作为文件结束符传递给上层应用程序),并进入CLOSE_WAIT。

  也有说 “对方主动关闭连接或者网络异常导致连接中断,这时我方的状态会变成CLOSE_WAIT 此时我方要调用close()来使得连接正确关闭”

八、CLOSING

  等待远程TCP对连接中断的确认,处于此种状态比较少见。

九、LAST-ACK

  等待原来的发向远程TCP的连接中断请求的确认,被动关闭端一段时间后,接收到文件结束符的应用程序将调用CLOSE关闭连接,TCP也发送一个 FIN,等待对方的ACK.进入LAST-ACK。

十、TIME-WAIT

  在主动关闭端接收到FIN后,TCP就发送ACK包,并进入TIME-WAIT状态,等待足够的时间以确保远程TCP接收到连接中断请求的确认,很大程度上保证了双方都可以正常结束,但是也存在问题,须等待2MSL时间的过去才能进行下一次连接。

  也有说“ 我方主动调用close()断开连接,收到对方确认后状态变为TIME_WAIT。TCP协议规定TIME_WAIT状态会一直持续2MSL(即两倍的分段最大生存期),以此来确保旧的连接状态不会对新连接产生影响。处于TIME_WAIT状态的连接占用的资源不会被内核释放,所以作为服务器,在可能的情况下,尽量不要主动断开连接,以减少TIME_WAIT状态造成的资源浪费。

目前有一种避免TIME_WAIT资源浪费的方法,就是关闭socket的LINGER选项。但这种做法是TCP协议不推荐使用的,在某些情况下这个操作可能会带来错误。

 

TCP协议中有TIME_WAIT这个状态
主要有两个原因
1。防止上一次连接中的包,迷路后重新出现,影响新连接(经过2MSL,上一次连接中所有的重复包都会消失)
2。可靠的关闭TCP连接。在主动关闭方发送的最后一个 ack(fin) ,有可能丢失,这时被动方会重新发
fin, 如果这时主动方处于 CLOSED 状态 ,就会响应 rst 而不是 ack。所以主动方要处于 TIME_WAIT 状态,而不能是 CLOSED 。

 

十一、CLOSED

  被动关闭端在接受到ACK包后,就进入了closed的状态,连接结束,没有任何连接状态。

TCP正常连接建立和终止所对应的状态图

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状态迁移过程:

  a、客户端:

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

  b、服务端

    CLOSED->LISTEN->SYN_RECEIVED->ESTABLISHED->CLOSE_WAIT->LAST_ACK->CLOSE

在众多状态中,经常关注的有两个:TIME_WAIT、CLOSE_WAIT。

附状态迁移过程图:

  TCP协议端口状态说明:CLOSE-WAIT、TIME-WAIT 、LISTENING、SYN_SENT、ESTABLISHED、LAST-ACK ...详解程序员

 

资料来源:

  IT虾米网

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