TCP连接过程

1、连接建立

TCP连接建立的三次握手过程如图2.34所示。A、B分别为客户和服务器，B执行LISTEN和ACCEPT原语后，等待连接请求的到来。

A执行CONNECT原语后，发出TCP段，其中SYN1，ACK=0，初始序号设为x，段中可带用户数据（如口令），该段到达B后，B的TCP实体查验是否有进程在该段指明的目的端口守听，如没有，就返回一个段，置RST=1；如有就将该段送交守听进程，该进程可决定接受还是拒绝该连接请求。如接受，则回送确认段，置序号=Y，确认号=X+1，A收到此段后，也返同一个确认段，置序号=X+1，确认号=Y+1。至此，连接建立成功。

图2.34 TCP连接建立过程

上述三次握手过程可以有效地处理各种异常情况。现以图2.35为例进行说明。

图（a）为A，B双方同时发起连接请求的碰撞情况。双方都按照正常过程发送确认段，对于任一方来说都已完成三次握手过程。表面上看来建立了两条连接，但由于它们的端点对相同，因此在插口表项中只占有一个表项，也就是说只建立起一条连接。

图2.35连接建立的异常情况处理图

图（b）为一条连接建立、通信并释放后，延迟重复的连接请求又到达B，B虽然回送确认段，但A发现它并未发送关于该连接的请求，于是就问送拒绝段（RST=1），不可能错误地再次建立此连接。

图（c）为延迟重复的连接请求和数据段相继到达B，B收到重复的数据段时，因连接尚未建立，因此不会接受此数据。其后收到A发回的拒绝段，就终止连接的建立。

需要注意一点，连接请求中的初始序号不能取为0。其原因是当主机崩溃后重新恢复时，如果以同样的初始序号重新进行连接建立，对方就会认为原有的连接依然存在，而不理会此次连接请求。一般采用基于时钟的方法随机选择初始序号。

2、连接释放

连接释放也采用三次握手过程，如图2.36所示。

图2.36连接释放过程

连接释放可由任一方发起，释放过程将连接视作两条独立的单工连接。如A方发出释放请求（FIN=1），并收到B方对该释放段的确认以后，则A→B的连接关闭，即A→B停止发送数据，但B→A仍可发送数据。要关闭B→A的连接需反向执行同样的操作。在图2.36中，B收到A发来的释放请求后，要经过一定时间才能发出至A的释放请求，因为B需通知应用进程并获得关闭连接的命令，其间可能涉及人机交互操作。为了防止超时重传，B应立即向A返回释放确认，以先行关闭A→B的连接。

如果发出释放请求的一方在2倍分组最大生存时间内未收到确认，则自行释放该连接。其后，对端将检测到对方进程已不在通信状态，于是也将超时释放连接。

3、连接管理状态转移图
上述TCP连接管理过程可由图2.37所示的状态转移图完整地描述。图中，粗实线表示服务器的正常转移路径，细实线表示客户机的正常转移路径，虚线表示异常路径。每条状态转移线旁标有E/A标记，E表示转移触发事件，A表示转移时执行的动作。

图2.37TCP连接管理状态转移图

现以一条正常路径予以简要说明。服务器调用LSTEN原语后从“关闭”状态进入“守听”状态。此时客户机调用CONNECT原语后，发出连接请求（SYN=1），进入“同步已发送”状态，服务器收到此请求后，返送确认（SYN+ACK）段后进入“同步已接收”状态。客户机收到此确认后向服务器回送确认，进入“连接已建”状态，服务器收到客户机发来的确认后也进入“连接已建”状态。

随后，客户机调用CIOSE原语，发出释放请求（FIN），主动关闭连接，进入“关闭等待1”状态。服务器收到此释放请求立即返回确89认（ACK），进入“关闭等待”状态。客户机收到确认后进入“关闭等待2"状态。其后，服务器调用CLOSE原语，发出释放请求，进入"最终确认”状态。客户机收到此请求后，立即发回确认，进入“定时等待”状态，以作资源释放等善后工作，定时器时间到就回到“关闭”状态。服务器收到客户机发回的确认后，也回到“关闭”状态。

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