10.物联网LWIP之TCP状态转变

一。TCP状态机

1.青粗线：理想TCP状态转变（服务器视角下）

2.虚线：被动TCP状态转变（服务器视角下）

3.细实线：不经常出现的TCP状态转变（类似于边界处理）

1.青粗线解释--》服务器主动通信，客户端被动通信（服务器也可作为客户端）

（1）服务器主动创建socket后开始监听Listen，像客户端发送SYN字段，表示需要连接

状态：CLOSED关闭状态  ----》 SYN_SENT连接_发送SYN字段状态

（2）服务器收到ACK回复，TCP连接成功，进入数据传送阶段

状态：SYN_SENT连接_发送SYN字段状态  ----》ESTABLISTHED数据发送阶段

（3）服务器发送FIN字段，准备进入结束等待1阶段（结束的第一次挥手）

状态：ESTABLISTHED数据发送阶段  ----》FIN_WAIT_1结束等待1阶段

（4）服务器收到ACK，进入结束等待2阶段（等待回复，一次挥手）

状态：FIN_WAIT_1结束等待1阶段  ----》FIN_WAIT_2结束等待2阶段

（5）服务器收到FIN，向客户端发送ACK确认，进入最后等待，如果客户端没有超时重传，关闭socket。

FIN_WAIT_2结束等待2阶段  ----》TIME_WAIT 最终等待 ----》CLOSED关闭

2.虚线解释--》客户端向服务器端通信，服务器被动接受信息

（1）服务器被动打开

状态：CLOSED  ----》LISTEN

（2）收到SYN，发送SYN，ACK（三次握手的前两次）

状态：LISTEN  ----》SYN_RCVD

（3）收到ACK（三次握手的最后一次），进入数据传送阶段

状态：SYN_RCVD  ----》ESTABLISTHED

（4）收到FIN，发送ACK（四次挥手的前两次），进入退出阶段

状态：ESTABLISTHED  ----》CLOSE_WAIT

（5）发送FIN（四次挥手的第三次挥手）

状态：CLOSE_WAIT  ----》LAST_ACK

（6）收到ACK（四次挥手的第四次挥手）

状态：LAST_ACK  ----》CLOSED

3.细实线解释--》只是一些不经常的处理，比如服务器被动打开后没有人响应，在比如连接的三次挥手还没有挥手完毕建立连接，用户点了重新连接。。。

二。NC命令，netstat命令，find命令

1.nc命令

注意：上述命令有很多参数，具体可以看参考手册

（1）nc连接服务器

nc 127.0.0.1 6666

（2）nc建立服务器

-l端口模式

-p指定端口号

nc -l -p 6666

2.netstat命令find命令

netstat -an -p tcp | find "6666"

3.上述的实验

实验：nc创建客户端，COMMBOX创建服务器

（1）commbox创建服务器

（2）nc命令创建客户端

                nc 127.0.0.1 6666

（3）netstat查看tcp状态

新开一个控制台窗口

 （4）关掉COMMBOX

（5） commbox停止监听后，nc创建客户端的会关闭

 （6）另一个控制台会显示

注意：一开始会显示等待，过一分钟才消失（这是在等待是否有超时重发报文过来）

实验：commbox创建socket客户端（目标端口为127.0.0.1），nc创建服务器

（1）commbox创建socket客户端.

（2）nc创建服务器

（3）netstat观察TCP状态

（3）当我关闭commbox时，会有等待时段

 （4）等待时段，一分钟后消失

综上所述：netstat是查询网络传输的好帮手，帮助查询网络传输的状态

三。shutdown应用

1.close（）与shutdown（）区别

（1）close使用之后，socket会关闭并释放内存，shutdown使用之后，仅仅只是关闭

（2）int shutdown(int sockfd, int how);

    参数
    sockfd ：要断开的套接字
    how ：要断开的方式
        - SHUT_RD：断开输入流
        - SHUT_WR：断开输出流
        - SHUT_RDWR：同时断开 I/O 流
    返回值 
        0 ：成功
        -1：error    

所以：可以只断开输入或者输出

总之shutdown：

1、保证数据不丢包（因为在调用shutdown时候，会检测发送缓冲区，直到发送缓冲区传输完毕后，才会发送FIN包）

2、当我们有多个任务（进程）共享一个socket，我们可以通过shutdown进行关闭，保证其他任务可以正常使用