TCP连接状态图详解-深入理解软件无线电原理与应用第二版

在探讨和实现软件无线电技术的过程中，我们有必要深入了解传输控制协议(TCP)的工作机制。18.6节详细介绍了TCP连接的建立与终止规则，这些规则均可在图1 8 -12所示的状态变迁图中得到体现。
在此图中，需要注意的一点是：状态变迁图中的子集代表了“典型”的流程模式。我们用加粗实线箭头表示客户端的标准状态转换过程，用加粗虚线箭头指示服务器的标准状态转变路径。以下是详细的说明和解释：
1. **主动打开**: 当应用进程启动时，TCP连接的状态从CLOSED变为LISTEN。此时，服务器端处于被动监听状态，等待来自客户端的连接请求。
2. **发送数据**: 在主动打开的状态下，客户端向服务器端发送SYN报文段，表示请求建立连接。若接收方正确接收到此报文，则回复一个SYN+ACK报文段以确认并同意建立连接。
3. **同时打开**: 当双方均已准备好数据传输时，它们会交换SYN和ACK标志位，从而进入ESTABLISHED状态，即连接成功建立阶段。
4. **数据传送**: 在ESTABLISHED状态下，客户端和服务端可以开始进行数据的双向传输。在此过程中，任何一方的应用进程可以通过发送FIN报文段来请求关闭连接。
5. **收尾操作**: 当一方发出FIN报文后，对方会回复一个ACK确认报文，并等待一段时间直至数据传输完成。若双方同时请求关闭连接，则它们各自发送FIN和ACK报文以实现连接的完全关闭。
6. **被动关闭**: 在主动关闭状态下，服务器端首先发送FIN报文段给客户端，表示自己已无数据可发送。随后，客户端回复一个ACK确认报文，并等待一段时间直至所有数据传输完毕。接着，客户端会发送FIN报文以通知服务器端自己的连接已经结束。
7. **2MSL超时**: 在主动打开和被动关闭的过程中，如果一方未收到对方的ACK确认报文，则会重发之前的TCP报文段，直到满足最大生存时间(Maximum Segment Lifetime, MSL)为止。
8. **状态变迁说明**: 上述各步骤中，我们详细列出了当应用执行特定操作或接收TCP报文段时所发生的状态变化及其原因。例如，在收到FIN报文后，客户端会进入CLOSE_WAIT状态，表示已接收到对方请求关闭连接的信号。
9. **发送的TCP报文段**: 为了实现某个特定的状态变迁，需要发送相应的TCP报文段。例如，当客户端向服务器端发起连接时，需发送SYN报文；而当双方完成数据传输后，需交换FIN和ACK报文以关闭连接。
通过深入理解并应用上述状态变迁图，我们可以更有效地管理和优化软件无线电系统中的数据传输过程，确保系统的稳定性和可靠性。