TCP连接建立和释放过程中状态机的变化

TCP是面向连接的协议，TCP运输连接的建立和释放是每一次面向连接的通信中必不可少的过程。
运输连接有三个阶段：连接建立，数据传送和连接释放。
TCP连接采用的是客户服务器方式。主动发起连接建立请求的应用进程叫客户，而被动等待连接建立的应用进程叫服务器。

TCP的连接建立：三次握手
如下图所示TCP连接建立的过程。假定A主机运行的是TCP客户程序，而B主机运行的是TCP服务器程序。最初两端都处于CLOSED（关闭）状态。A主动打开连接，B被动打开连接。

B的TCP服务器进程先创建传输控制块TCB，准备接受客户进程的连接请求。然后服务器进程就处于LISTEN（收听）状态，等待客户的连接请求。如有，则做出响应。

A的TCP客户进程也是先创建传输控制块TCB，然后向B发送连接请求报文，这是首部中的同步位SYN=1，同时选择一个厨师序号seq = x。TCP规定，SYN报文段（SYN=1的报文段）不能携带数据，但要消耗掉一个序号，这时，TCP客户进程进入SYN_SENT（同步已发送）状态。

B收到连接请求报文段后，如同意建立连接，则向A发送确认。在确认报文中应把SYN位和ACK位都置1，确认号是ack = x+1,同时也为自己选择一个厨师序号seq = y.这个报文段也不能携带数据，但同样要消耗掉一个序号。这时，TCP服务器进程进入SYN_RCVD（同步收到）状态
。
TCP客户进程收到B的确认后，还要向B给出确认。确认报文段的ACK置1，确认号ack = y+1，而自己的序号seq = x+1。TCP的标准规定，ACK的报文段可以携带数据。但如果不携带数据则不消耗序号，在这种情况下，下一个数据报文段的序号仍是seq = x+1。这时TCP连接已经建立，A进入ESTABLISHED（已建立连接）状态。

当B收到A的确认后，也进入ESTABLISHED状态。

A发送确认主要是为了防止已经失效的连接请求报文段突然又传送到了B，因而产生错误。

TCP的连接释放：四次挥手
数据传输结束后，通信的双方都可以释放连接。现在A和B都处于ESTABLISHED状态。

A的应用进程先向其TCP发出连接释放报文段，并停止发送数据，主动关闭TCP连接。A吧连接释放报文段首部的终止控制位FIN置1，其序号seq = u，它等于前面已传送过的数据的最后一个字节的序号加1 。这时A进入FIN_WAIT_1（终止等待1）状态，等待B的确认。TCP规定，FIN报文段即使不懈怠数据，也要消耗点一个序号。

B收到连接释放报文后即发出确认，确认号是ack=u+1，而这个报文段自己的序号是v，等于B前面已经传送过的最后一个字节的序号+1.这时，B进入CLOSE_WAIT（关闭等待）状态。

TCP服务器进程此时应该通知高层应用进程，一二从A到B这个方向的连接已经关闭，这时的TCP进程属于半关闭（half_close）状态，即A已经不会像B发送数据了，但B要向A发送数据，A还得接收。

A收到来自B的确认后，就进入了FIN_WAIT_2（终止等待2），等待B发出的连接释放报文。如果B没有数据向A发送，其应用进程就通知TCP释放链接。这时B发出的连接释放报文段FIN=1.现假定B的序号是w（半关闭状态B向A发送了数据）。B还必须重复上次已发送过的确认号ack=u+1。这时B就进入了LASK_ACK(最后确认)状态，等待A的确认。

A在收到B的释放链接报文段后，必须对此发出确认。在确认阿伯文段中吧ACK置1，确认号ack = w+1,而自己的序号是seq = u+1(根据TCP标准，前面发送过的FIN要消耗一个序号)。然后进入到TIME_WAIT（时间等待）状态。但是，现在TCP连接还没有释放，必须经过时间等待计时器（TIME_WAIT timer）设置的时间2MSL后，A才能进入到CLOSED状态。

为了更清晰的看出TCP连接的各种状态之间的关系，如下图给出了TCP的有限状态机。