FIN_WAIT_1,FIN_WAIT_2,TIME_WAIT 是 TCP 连接中产生的几个状态,一般情况下,可以认为它们发生在主动关闭连接的客户端身上。
先假设客户端和服务器已经建立连接,即双方处于 ESTABLISHED 状态。
现在,客户端主动关闭对服务器的连接(如在客户端程序里调用 close() ),此时客户端向服务器发送 FIN 包,于是它就进入了 FIN_WAIT_1 这个阶段,目的是等待服务器的确认包。
接着,服务器发来 ACK 确认包,客户端收到后就会结束 FIN_WAIT_1 这个阶段,转而进入 FIN_WAIT_2 这个阶段,目的是等待服务器发来关闭请求(即服务器也向客户端发来 FIN 包)。
再接着,服务器发来了 FIN 包,同时服务器进入了 CLOSE_WAIT 状态,也就是服务器在等待客户端的应答,如果收到应答,那么它就会关闭连接并进入 CLOSED 状态。
现在,假设客户端已经收到了来自服务器的 FIN 包,那么客户端结束 FIN_WAIT_2 状态,从而进入 TIME_WAIT 状态,接着它向服务器发送一个应答,服务器收到后,结束之前的 CLOSE_WAIT 状态,从而完全关闭了先前的连接。
需要注意的是,服务器关闭后,客户端仍然处于 TIME_WAIT 状态 --- 它需要等待 2MSL 时间后才能结束。MSL 全称是 Maximum segment lifetime ,即“最长分节声明期” ,该值在 Linux 上一般为 60 秒:$ cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_fin_timeout
60
下面通过一个客户端程序和一个服务端程序,以及 netstat 工具进行这 3 种状态的捕捉。
服务器程序:
[C++] 纯文本查看 复制代码 #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
void str_echo(int sockfd)
{
int error;
ssize_t n;
char buf[1024];
again:
while ( (n = read(sockfd, buf, 1024)) > 0)
write(sockfd, buf, n); /* Dend back to client */
if (n < 0 && errno == EINTR)
goto again;
else if (n < 0) {
fprintf (stderr, "Read error");
exit (EXIT_FAILURE);
}
}
int main(int argc, char **argv)
{
int listenfd, connfd;
int clilen;
pid_t childpid;
struct sockaddr_in servaddr, cliaddr;
listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons(2013);
inet_aton("192.168.1.108", &servaddr.sin_addr);
bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
listen(listenfd, 5);
for (; ;) {
clilen = sizeof(cliaddr);
connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &clilen);
if ( (childpid = fork()) == 0) {
close(listenfd);
str_echo(connfd);
sleep(2);
exit(0);
}
close(connfd); /* parent closes connected socket */
}
}
服务器端绑定在 192.168.1.108 这个 IP 上,并使用 2013 这个端口。服务器的主要作用是回射(echo)消息给客户端。当客户端连接服务器时,服务器会 fork 出一个子进程来处理这个连接。
客户端代码:
[C++] 纯文本查看 复制代码 #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#define MAXLINE 1024
static int read_cnt;
static char *read_ptr;
static char read_buf[MAXLINE];
static ssize_t
my_read(int fd, char *ptr)
{
if (read_cnt <= 0) {
again:
if ( (read_cnt = read(fd, read_buf, sizeof(read_buf))) < 0) {
if (errno == EINTR)
goto again;
return(-1);
} else if (read_cnt == 0)
return(0);
read_ptr = read_buf;
}
read_cnt--;
*ptr = *read_ptr++;
return(1);
}
ssize_t
readline(int fd, void *vptr, size_t maxlen)
{
ssize_t n, rc;
char c, *ptr;
ptr = vptr;
for (n = 1; n < maxlen; n++) {
if ( (rc = my_read(fd, &c)) == 1) {
*ptr++ = c;
if (c == '\n')
break; /* newline is stored, like fgets() */
} else if (rc == 0) {
*ptr = 0;
return(n - 1); /* EOF, n - 1 bytes were read */
} else
return(-1); /* error, errno set by read() */
}
*ptr = 0; /* null terminate like fgets() */
return(n);
}
ssize_t
readlinebuf(void **vptrptr)
{
if (read_cnt)
*vptrptr = read_ptr;
return(read_cnt);
}
/* end readline */
ssize_t
Readline(int fd, void *ptr, size_t maxlen)
{
ssize_t n;
if ( (n = readline(fd, ptr, maxlen)) < 0) {
printf("readline error");
exit(EXIT_FAILURE);
}
return(n);
}
void
Fputs(const char *ptr, FILE *stream)
{
if (fputs(ptr, stream) == EOF) {
perror("fputs error");
exit(EXIT_FAILURE);
}
}
void str_cli(FILE *fp, int sockfd)
{
char sendline[MAXLINE], recvline[MAXLINE];
while (fgets(sendline, MAXLINE, fp) != NULL) {
write(sockfd, sendline, strlen(sendline));
if (Readline(sockfd, recvline, MAXLINE) == 0) {
printf ("str_cli: server terminated prematurely");
exit(EXIT_FAILURE);
}
Fputs(recvline, stdout);
}
}
int main(int argc, char **argv)
{
int sockfd;
struct sockaddr_in servaddr;
if (argc != 2) {
printf ("usage: tcpcli <IP>");
exit(EXIT_FAILURE);
}
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
bzero(&servaddr, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr);
servaddr.sin_port = htons(2013);
connect(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
str_cli(stdin, sockfd);
exit(0);
}
之所以使用上面的服务端代码作为例子,是因为一般正式的应用中,一旦客户端主动关闭请求时,服务器就会马上回应,因此无法用 netstat 命令来捕捉到 FIN_WAIT_1 这个状态。因此,上面的服务端程序里的子进程部分代码的exit(0); 语句前特别休眠了了 2 秒,然后再子进程在退出。这样一来,客户端就会等待 2 秒后才会收到服务器的响应,从而才进入 FIN_WAIT_2 这个状态。
为了直观的展现捕捉这 3 个状态的情况,使用了下面的脚本:
[Bash shell] 纯文本查看 复制代码 #!/bin/sh
touch tmp.txt
while [ 1 ]
do
wait1=`netstat -tulna |grep "FIN_WAIT1"`
wait2=`netstat -tulna |grep "FIN_WAIT2"`
twait=`netstat -tulna |grep "TIME_WAIT"`
if [[ -z $wait1 && -z $wait2 && $twait ]]
then
continue
else
chkw1=`cat tmp.txt |grep "FIN_WAIT1"`
chkw2=`cat tmp.txt |grep "FIN_WAIT2"`
if [[ $chkw1 ]]
then
if [[ $chkw2 ]]
then
if [[ $twait ]]
then
echo $twait >> tmp.txt
break
fi
elif [[ $wait2 ]]
then
echo $wait2 >> tmp.txt
continue
else
continue
fi
elif [[ $wait1 ]]
then
echo $wait1 >> tmp.txt
continue
fi
fi
done
可以先运行服务器端程序,然后再运行上面的脚本(在客户端主机上运行),接着使用客户端进行连接,在连接建立后,按下 Ctrl + d 组合键,即希望结束客户端。这样,脚本就能将上面所述的 3 个状态捕捉下来了(为了捕捉结果的简洁,脚本对每个状态只录入一次):[beyes@beyes tcpstate]$ cat tmp.txt
tcp 0 1 192.168.1.109:36150 192.168.1.108:2013 FIN_WAIT1
tcp 0 0 192.168.1.109:36150 192.168.1.108:2013 FIN_WAIT2
tcp 0 0 192.168.1.109:36150 192.168.1.108:2013 TIME_WAIT |