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LINUX netstat连接状态解析及TCP状态转换

LINUX netstat连接状态解析及TCP状态转换
水平有限如果有误请指出。

我们经常在netstat -anlp 中能够看到端口连接状态一项
gaopeng@bogon:~$ netstat -anlp|grep 10050
(Not all processes could be identified, non-owned process info
will not be shown, you would have to be root to see it all.)
tcp 0 0 0.0.0.0:10050 0.0.0.0:* LISTEN 2502/server
tcp 0 0 192.168.190.81:48008 192.168.190.81:10050 ESTABLISHED 2510/client
tcp 0 0 192.168.190.81:10050 192.168.190.81:48008 ESTABLISHED 2502/server
又比如
gaopeng@bogon:~$ netstat -anlp|grep 10050
(Not all processes could be identified, non-owned process info
will not be shown, you would have to be root to see it all.)
tcp 1 0 192.168.190.81:48008 192.168.190.81:10050 CLOSE_WAIT 2510/client
tcp 0 0 192.168.190.81:10050 192.168.190.81:48008 FIN_WAIT2 -

比如这里的LISTEN,ESTABLISHED,CLOSE_WAIT,FIN_WAIT2 那么这些真正的含义是什么？
下面是一个TCP状态转换图(非常重要的一张图)：
图中实线为主动方,虚线为被动方，比如SERVER-CLIENT端,CLIENT端请求断开连接那么他就是主动方

LINUX netstat连接状态解析及TCP状态转换

下面是各种状态的说明(截取自刑文鹏LINUX系统编程讲义)
CLOSED: 这个没什么好说的了，表示初始状态。
LISTEN: 这个也是非常容易理解的一个状态，表示服务器端的某个SOCKET处于监听状态，可以接受连接了。
SYN_RCVD: 这个状态表示接受到了SYN报文，在正常情况下，这个状态是服务器端的SOCKET在建立TCP连接时的三次
握手会话过程中的一个中间状态，很短暂，基本上用netstat你是很难看到这种状态的，除非你特意写了一个客户
端测试程序，故意将三次TCP握手过程中最后一个ACK报文不予发送。因此这种状态时，当收到客户端的ACK报文
后，它会进入到ESTABLISHED状态。
SYN_SENT: 这个状态与SYN_RCVD遥想呼应，当客户端SOCKET执行CONNECT连接时，它首先发送SYN报文，因此也随即
它会进入到了SYN_SENT状态，并等待服务端的发送三次握手中的第2个报文。SYN_SENT状态表示客户端已发送SYN
报文。
ESTABLISHED：这个容易理解了，表示连接已经建立了。
FIN_WAIT_1: 这个状态要好好解释一下，其实FIN_WAIT_1和FIN_WAIT_2状态的真正含义都是表示等待对方的FIN报
文。而这两种状态的区别是：FIN_WAIT_1状态实际上是当SOCKET在ESTABLISHED状态时，它想主动关闭连接，向
对方发送了FIN报文，此时该SOCKET即进入到FIN_WAIT_1状态。而当对方回应ACK报文后，则进入到FIN_WAIT_2状
态，当然在实际的正常情况下，无论对方何种情况下，都应该马上回应ACK报文，所以FIN_WAIT_1状态一般是比较
难见到的，而FIN_WAIT_2状态还有时常常可以用netstat看到。
FIN_WAIT_2：上面已经详细解释了这种状态，实际上FIN_WAIT_2状态下的SOCKET，表示半连接，也即有一方要求
close连接，但另外还告诉对方，我暂时还有点数据需要传送给你，稍后再关闭连接。
TIME_WAIT: 表示收到了对方的FIN报文，并发送出了ACK报文，就等2MSL后即可回到CLOSED可用状态了。如果
FIN_WAIT_1状态下，收到了对方同时带 FIN标志和ACK标志的报文时，可以直接进入到TIME_WAIT状态，而无须经过
FIN_WAIT_2状态。
CLOSING: 这种状态比较特殊，实际情况中应该是很少见，属于一种比较罕见的例外状态。正常情况下，当你发送
FIN报文后，按理来说是应该先收到（或同时收到）对方的 ACK报文，再收到对方的FIN报文。但是CLOSING状态表
示你发送FIN报文后，并没有收到对方的ACK报文，反而却也收到了对方的FIN报文。什么情况下会出现此种情况
呢？其实细想一下，也不难得出结论：那就是如果双方几乎在同时close一个SOCKET的话，那么就出现了双方同时
发送FIN报文的情况，也即会出现CLOSING状态，表示双方都正在关闭SOCKET连接。

我写了一个socket 简单的server和client 小程序什么也不做，只是为了测试连接状态，绑定端口10050，测试都是在一台机器190.81上做的
绑定网卡为本机全部网卡 INADDR_ANY 宏

我们现在来分析一下
1、正常连接情况
gaopeng@bogon:~$ netstat -anlp|grep 10050
(Not all processes could be identified, non-owned process info
will not be shown, you would have to be root to see it all.)
tcp 0 0 0.0.0.0:10050 0.0.0.0:* LISTEN 2502/server
tcp 0 0 192.168.190.81:48008 192.168.190.81:10050 ESTABLISHED 2510/client

tcp 0 0 192.168.190.81:10050 192.168.190.81:48008 ESTABLISHED 2502/server
2、服务端ctrl+c SIGNT信号默认处置方式
gaopeng@bogon:~$ netstat -anlp|grep 10050
(Not all processes could be identified, non-owned process info
will not be shown, you would have to be root to see it all.)
tcp 1 0 192.168.190.81:48008 192.168.190.81:10050 CLOSE_WAIT 2510/client
tcp 0 0 192.168.190.81:10050 192.168.190.81:48008 FIN_WAIT2 -

服务端ctrl+c SIGNT信号默认处置方式
主动方 server端
被动方 client端

很明显这个时候处于主动方发送了FIN报文给被动方请求关闭连接,
被动方受到FIN报文返回一个ACK报文给被动方，同时被动方给主动方发送一个FIN报文请求关闭连接，但是主动方
由于SIGINT已经进城终止，已经不能接收到这个FIN报文，所以这个时候主动方SERVER连接处于FIN_WAIT2状态
已经不能相应被动方过来的FIN报文，同时被动方CLIENT端由于服务端不能接受FIN报文处于CLOSE_WAIT状态。

3、
gaopeng@bogon:~$ netstat -anlp|grep 10050
(Not all processes could be identified, non-owned process info
will not be shown, you would have to be root to see it all.)
tcp 0 0 0.0.0.0:10050 0.0.0.0:* LISTEN 2568/server
tcp 1 0 192.168.190.81:10050 192.168.190.81:48010 CLOSE_WAIT 2568/server
tcp 0 0 192.168.190.81:48010 192.168.190.81:10050 FIN_WAIT2 -

客户端ctrl+c SIGNT信号默认处置方式
被动方 server端
主动方 client端

这个情况和上面相反，不在描述。

下面是连接3次握手和断开连接4次握手截图：