TCP CLOSE流程

TCP CLOSE流程

特征

u       发送一个FIN报文表示结束本端数据的发送，但是还可以接收数据，称之为半关闭

u       TCP是一个全双工的协议，两端全部close才完成了一个连接的关闭；

u       首先发起close（发送FIN），我们称之为主动关闭，对端的close我们称为被动关闭；

u       同时关闭；

 

半关闭

发送一个FIN报文表示结束本端数据的发送，继续接收对端发送的数据的状态，我们称之为半关闭。通过调用shutdown可以实现这个目的。

 

主动关闭

前提

应用层知道连接的存在：1、客户端已经发起connect；2、服务器已经accept一个连接。

 

初品

在TCP各状态下，主动关闭时状态迁移分析：

1、  本端还没有收到对端的SYN报文报文（状态为CLOSED, LISTEN, SYN_SENT），直接释放TCP连接和SOCKET资源；

2、  本端已经接收到对端的SYN报文，但是之前没有关闭连接的动作（SYN_RCVD, ESTABLISHED状态），发送FIN报文给对端，状态转为FIN_WAIT_1；

3、  对端已经关闭连接（half-close），本端还没有关闭（CLOSE_WAIT状态），发送FIN报文给对端，状态转为LAST_ACK；

4、  本端已经发送FIN报文，连接还没有完全关闭（其他状态），保持状态不变，不做任何操作。

CLOSED

LISTEN

SYN_RCVD

TIME_WAIT

CLOSING

FIN_WAIT_2

LAST_ACK

ESTABLISHED

CLOSE_WAIT

FIN_WAIT_1

SYN_SENT

细尝

 

情况1已经完成了关闭TCP连接的过程，情况3属于被动关闭，在后续章节再仔细分析，情况4没有改变状态，因此就情况2后的细节进行分析。

现在连接已经处于FIN_WAIT_1状态，那么：

1、  接收到FIN的ACK报文，进入FIN_WAIT_2状态，等待对端关闭连接；

2、  接收对端的FIN/ACK报文， 发送ACK，进入TIME_WAIT状态，2MSL时间后丢弃连接（先处理ACK，再处理FIN）；

3、  接收到对端的FIN，回ACK，进入CLOSING状态（同时关闭，后续章节分析）；

4、  FIN发送超时，连续若干次发送失败，丢弃连接；

5、  接收到对端的RST报文，丢弃连接。

CLOSED

TIME_WAIT

CLOSING

FIN_WAIT_2

FIN_WAIT_1

①

②

③

④

深究

Ø      FIN_WAIT_2状态

FIN_WAIT_2是一个等待状态，可能：

1、  对端仍有数据需要发送，等待接收对端的数据；

2、  对端发送FIN报文，回ACK，进入TIME_WAIT状态；

3、  对端因意外崩溃导致不能发送FIN报文过来，连接一直僵死到inactive超时为止；

如果在一个系统资源紧张的系统中，出现情况2是不可饶恕的问题。如何解决？启动2MSL定时器，在这段时间还没有接收到对端的FIN报文直接丢弃连接。

Ø      2MSL等待状态

概念：TIME_WAIT状态又成为  2MSL状态，一个主动关闭的连接在进入TIME_WAIT状态后，必须等待2MSL的时间后再关闭，防止最后发送的ACK丢失。

 

注意点：

1、2MSL是基于IP报文的跳数，而不是时间；

2、当TCP处于2MSL状态，不可以创建同一连接；

 

 

被动关闭

 

这里研究接收到对端发送过来的FIN报文处理的情况，包括但不限于被动关闭：

1、  本端没有发送和接收过FIN报文（SYN_RCVD、ESTABLISHED状态），回ACK，进入CLOSE_WAIT状态，等待应用程序关闭；

2、  本端已经发送过FIN报文但没有被确认（FIN_WAIT_1状态），进入CLOSING状态（同时关闭）；

3、  本端已经发送过FIN报文并被确认（FIN_WAIT_2状态），进入TIME_WAIT状态；

4、  连接已主动关闭但没有丢弃（TIME_WAIT状态），说明对端没有收到ACK，重传ACK，并重启2MSL定时器；

5、  其他状态下不处理。

CLOSED

LISTEN

SYN_RCVD

TIME_WAIT

CLOSING

FIN_WAIT_2

LAST_ACK

ESTABLISHED

CLOSE_WAIT

FIN_WAIT_1

SYN_SENT

 

总结

为了方便理解状态的变迁，不妨认为SYN报文表明发送者想发送数据，FIN报文表明发送者停止发送报文。所以SYN_SENT状态只能主动发送FIN，而SYN_RCVD状态下即可发送FIN，也可以接收FIN。

 

 

参考资料：

1、TCP/IP详解卷1：协议

2、TCP/IP详解卷2：实现