0. 前言

　　最近在處理公司遺留項目的時候發現自己對TCP協議一點都不懂，所以補了點關于TCP連接的建立和終止的內容，這里簡單寫下自己了解的部分，省略了報文序號確認序號這些無關的字段，主要討論TCP狀態的轉換以及linux下的一些問題。

　　對于這篇文章來說，主要是記錄自己遇到的一些問題以及學習到的一些東西。

　　關于TCP/ip協議，這里推薦一本書：《TCP/IP協議詳解：卷1》

1. TCP連接的建立

　　學過計算機網絡的都知道TCP連接的建立需要三次握手，當時在大學也這么聽著，但是具體怎么三次還是最近補了才知道這么回事。

　　對于客戶端/服務器模型來說：

　　1. 首先客戶端發起連接（發送SYN報文，進入SYN_SENT狀態）

　　2. 服務器接收到SYN，然后響應（發送SYN ACK，進入SYN_RCVD狀態，注意這個時候連接并沒有建立）

　　3. 客戶端接受到后，發送確認報文（發送ACK，進入Established狀態）

　　4. 服務器收到后才進入鏈路建立（Established）狀態。

如下圖（圖為百度搜出來的）

2. TCP連接的終止

　　對于TCP連接的終止來說，卻需要四次揮手來完成，這里以客戶/服務器模型，客戶端主動發起關閉來說明(這里服務器也可以發起主動發起關閉)。

　　1. 客戶端發送FIN（進入FIN_WAIT_1狀態）

　　2. 服務器接收到FIN后對發送ACK確認（此時服務器進入CLOSE_WAIT狀態，客戶端接受到該ACK后由FIN_WAIT_1 轉為FIN_WAIT_2狀態）

　　3. 服務器調用close發送FIN（進入LASK_ACK狀態）

　　4. 客戶端接收到服務器發送的FIN后發送ACK（進入TIME_WAIT狀態）

　　5. 服務器接收到后結束（LASK_ACK狀態轉為虛擬的CLOSED，即已經沒有狀態了）

如下圖所示：

3. TCP狀態轉換

　　其實如果看懂了上面連接的建立以及終止的話，很容易就可以看懂下面的狀態轉換圖，上面兩個就可以看做由它拆解出來的。

4. 遇到CLOSE_WAIT狀態的一些情況

　　前面說了，最近在維護一些歷史遺留的項目，那代碼簡直是叼炸天了，直接使用兩個進程共用一個select，在accept前加上文件鎖，select只監聽服務器端fd，其它fd不監聽....(此處省略一千字)，然后現在出現了大量的CLOSE_WAIT狀態，我在想難道以前就沒出現過？奇葩。不過被DDoS攻擊有些也會出現這種現象。最后討論了一下午說怎么樣才能少改動原來的代碼....最后老大拍板，重寫select部分～^～，使用epoll實現。

　　上面的狀態圖可以看出，服務器由于接收到客戶端發來的FIN，會進入CLOSE_WAIT，如果此時沒有監聽該客戶端fd并且沒有調用close，那么這時會導致占用的FD沒有被釋放，資源就這么被泄漏掉了，這樣也會導致存在大量的CLOSE_WAIT狀態，以至于后續FD消耗完了的時候（一般系統默認1024），accept就會失敗。（注：這里CLOSE_WAIT狀態是由于應用程序沒有調用close導致的，系統不會釋放該資源，即會一直存在）

　　（注：即使accept失敗，但是對于鏈路來說，還是能建立成功的，因為對于Linux TCP底層實現來說，存在兩個隊列，一個為半鏈路隊列，另一個為三次握手成功但是沒有被服務器accept取走的鏈接的隊列。）

　　后續對于Linux下的服務器來說一般都是使用epoll來處理，效率比select高。

5. 補充

　　這里看到一些博客說通過設置系統參數來改變CLOSE_WAIT的維持等待時間，我查閱了一下，并且也嘗試過（其實不用試）。不能夠通過設置系統參數來更改的，因為這時應用程序內部導致的，，而且根本就不存在說CLOSE_WAIT維持時間一說，該狀態只有應用程序調用close才會轉為其它狀態（或者關閉應用程序），這里說通過修改系統參數一般指的時TIME_WAIT狀態的維持時間。