TCP连接建立和释放的有限状态机

(1)TCP的连接建立

注意：A主动打开连接，而B被动打开连接。

1. 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
2. 第一次握手: 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。
3. 第二次握手: 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
4. 第三次握手: 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。
5. 当B收到A的确认后，也进入ESTABLISHED状态。

为什么A还有发送一次确认？

这主要是为了防止已失效的连接请求报文段突然又传输到B，因而产生错误。

(2)TCP连接释放

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。

1. 第一次握手: 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。

2. 第二次握手: 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。

   注：TCP服务器进程此时应该通知高层应用进程，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已经不会向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。

3. 第三次握手: 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。
4. 第四次握手: 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。
   
   为什么要等待2MSL？看上篇博客的时间等待计时器 TCP的定时器

(3)TCP的有限状态机

可以与把图5-33和上面两个图5-31和图5-32对照起来看
粗实线箭头表示对客户进程的正常变迁：就是图5-31和图5-32左边从上到下的状态变迁。
粗虚箭头表示对服务器进程的正常变迁：就是图5-31和图5-32右边从上到下的状态变迁。
另外一种细线箭头表示异常变迁