TCP状态机说明

变迁图描述的是连接的建立到关闭各个状态的迁移

1.连接建立

Server调用socket函数(相当于Server创建了一个CLOSED状态的套接字),再调用bind操作,会将监听套接字与指定的IP和端口关联,紧接着调用listen函数,系统会为其分配未完成队列和完成队列,此时套接字可以接收Client的连接,此时处于LISTEN状态。(CLOSED->LISTEN)

Client调用socket函数(相当于Client创建了一个CLOSED状态的套接字),再调用connect函数,系统会为Client随机分配一个端口,这就构成了一个连接四元组(Client的IP和端口,Server的IP和端口),Client状态会变迁到SYN_SENT。(CLOSED->SYN_SENT)

Server接收到Client的SYN,返回SYN_ACK,此时状态:LISTEN->SYN_RCVD

Client收到Server的SYN_ACK,返回ACK,状态:SYN_SEND->ESTABLISHED

Server收到Client的ACK后,三次握手完成,连接完成建立,状态SYN_RCVD->ESTABLISHED

2.连接关闭

连接关闭分为主动关闭和被动关闭,Server和Client都可以主动发起关闭,因此需要分为Client主动关闭和Server主动关闭两种情况。

Client主动关闭,Server被动关闭

当Client想要关闭与Server的连接,首先会调用close函数,Client会发送FIN到Server,状态:ESTABLISHED->FIN_WAIT_1;

Server接收到Client的FIN后,返回ACK,Server的状态:ESTABLISEHED->CLOSE_WAIT,Client的状态:FIN_WAIT_1->FIN_WAIT2;

Server检测到Client的关闭操作后,也需要调用close函数,Server向Client发送FIN,状态:CLOSE_WAIT->LAST_ACK;

Client接收到Server的FIN后,会给Server发送ACK,状态:FIN_WAIT_2->TIME_WAIT;

Server收到Client的ACK后,状态:LAST_ACK->CLOSED;

Client在TIME_WAIT状态等待2MSL后,状态:TIME_WAIT->CLOSED;

至此连接关闭。

Server主动关闭,Client被动关闭

过程类似,就不在赘述;

由于主动关闭方在关闭连接的最后需要等待2MSL,对于Server而言,主动关闭连接,就会有大量连接处于TIME_WAIT状态,网络资源无法及时释放,导致无法建立新连接,造成性能急剧下滑。

针对该情况,通过的处理策略:

1.让Client主动关闭,尽可能避免Server主动关闭

2.优化Server的TCP参数,让网络资源尽可能最大化,使其消耗速度和恢复速度达到平衡

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