socket 调用对应 TCP 包对应关系，以及TCP包状态的详细介绍

TCP 状态有几种?

通常情况下我们说的 TCP 包状态实际上是 TCP 标志位，目前TCP标志位主要有以下有6种：

名称	英文	中文	详细说明
SYN	synchronous	同步	建立连接，同步状态
ACK	acknowledgement	确认	确认上一个包已收到(确认收到)
PSH	push	推	发送数据
FIN	finish	结束	连接结束，不需要发送数据了
RST	reset	重置	重置连接状态(重新连接)
URG	urgent	紧急	TCP 带外数据相关，基本不会用到

其中URG在实际使用中属于百年一见的类型，所以我们就不与介绍了，主要介绍这些常见的TCP标志位。

一次正常的TCP连接都会发送那些包?

接下来，我们通过看一个完整的TCP交互都有哪些流程，对应包又是什么样。

1. 建立连接

客户端操作	包	方向	包	服务器操作	阶段
connect	SYN	>>>>>>		accept	建立连接
connect		<<<<<<	SYN,ACK	accept	建立连接
connect_end	ACK	>>>>>>		accept_end	建立连接

2. 服务器读，客户端写

客户端操作	包	方向	包	服务器操作	阶段
				read	服务器读，客户端写
write	PSH	>>>>>>		read_end	服务器读，客户端写
write_end		<<<<<<	ACK		服务器读，客户端写

3. 客户端读，服务器写

客户端操作	包	方向	包	服务器操作	阶段
		<<<<<<	PSH	write	客户端读，服务器写
	ACK	>>>>>>		write_end	客户端读，服务器写
read					客户端读，服务器写

4. 服务端断开连接

客户端操作	包	方向	包	服务器操作	阶段
		<<<<<<	FIN	shutdown	服务端断开连接
	ACK	>>>>>>			服务端断开连接

6. 客户端断开连接

客户端操作	包	方向	包	服务器操作	阶段
shutdown	FIN	>>>>>>			客户端断开连接
		<<<<<<	ACK		客户端断开连接

7. 服务器，客户端双方释放本地资源(内存,句柄等)

客户端操作	包	方向	包	服务器操作	阶段
close(释放资源)				close(释放资源)	释放本地占用资源

socket 方法和TCP包的对应关系是什么？

知道了一个完整的TCP交互流程后，就可以尝试总结一下 socket 方法和 TCP 包的对应关系了。

注意：下表内容不绝对正确，只是通过这种方式来辅助理解。

操作	发出的包	需要的回复
connect	SYN	ACK
read	无	PSH
write	PSH	ACK
shutdown	FIN	ACK
close(读写缓冲区无数据)	无	无
close(读写缓冲区有数据)	RST	无

处理过程中特殊情况怎么处理？

当然，仅仅知道操作和包的对应关系还不够，因为显示中还会存在一些其他状况，下面这个表格就列举了一部分特殊情况，可以帮助你更好的了解相关问题。

现象	错误信息	Error info
当连接的机器端口没有服务器的时候，机器会回复 RST 包	连接被拒绝	Contection refused
当任何一步操作没有收到回复包的时候会根据情况产生超时	xxx操作超时	xxx timeout
当任何一步操作收到 RST 包的时候会产生错误	连接被重置	Connection was reset
当一方收到 FIN 包后，则收到的一方调用read是会返回长度0，但没有错误	无
当调用close时，如果读写缓冲区里没有数据则close会先调用shutdown方法	无
当调用close时，如果读写缓冲区里有数据则close会回复 RST 包	连接被重置	Connection was reset

拓展

可以尝试回答下面的问题，来确认自己对上面内容的理解程度。

问题
客户端连接成功后，服务器网线断了，客户端read返回什么？
客户端连接成功后，服务器正常调用shutdown关闭连接，客户端read返回什么？