TCP系列03—连接管理—2、TCP连接的同时打开和同时关闭

在前面的内容中我们介绍了TCP连接管理中最常见的三次握手方式和四次挥手的方式。但是有可能A和B两端同时执行主动打开并连接对方或者同时执行主动关闭连接(尽管发生这种情况的可能性比较低低)，这个时候的流程就略有不同了。下面我们分别对同时打开(simultaneous open)连接和同时关闭(simultaneous)连接这两种情况分别进行介绍。

一、同时打开连接

同时打开连接是指通信的双方在接收到对方的SYN包之前，都进行了主动打开的操作并发出了自己的SYN包。如之前所说一个四元组标识一个TCP连接，因此如果一个TCP连接要同时打开需要通信的双方知晓对方的IP和端口信息才行，这种场景在实际情况中很少发生(NAT穿透中可能会多一些)。同时打开的流程如下图

具体流程我们不在逐条消息进行介绍。注意上图中，TCP连接同时打开的时候与三次握手的主要区别如下

• 我们同时称呼A和B为Client，他们都执行主动打开的操作(Active Opener)。
• 同时两端的状态变化都是由CLOSED->SYN_SENT->SYN_RCVD->ESTABLISHED。
• 建立连接的时候需要四个数据包的交换，并且每个数据包中都携带有SYN标识，直到收到SYN的ACK为止

二、同时关闭连接

同时关闭相对于我们讲过的四次握手过程基本类似，注意两者状态转换的区别，同时关闭是由ESTABLISHED->FIN_WAIT_1->CLOSING->TIME_WAIT->CLOSED。同时关闭的流程如下，不在做额外的讲解。

三、示例

1.tcp同开
由于linux实现不支持TCP同时主动打开连接，因此我们拿RFC793中的示意图来举例

      TCP A                                            TCP B

  1.  CLOSED                                           CLOSED

  2.  SYN-SENT     --> <SEQ=100><CTL=SYN>              ...

  3.  SYN-RECEIVED <-- <SEQ=300><CTL=SYN>              <-- SYN-SENT

  4.               ... <SEQ=100><CTL=SYN>              --> SYN-RECEIVED

  5.  SYN-RECEIVED --> <SEQ=100><ACK=301><CTL=SYN,ACK> ...

  6.  ESTABLISHED  <-- <SEQ=300><ACK=101><CTL=SYN,ACK> <-- SYN-RECEIVED

  7.               ... <SEQ=101><ACK=301><CTL=ACK>     --> ESTABLISHED

                Simultaneous Connection Synchronization

 RFC793对示意图中的相关符号说明如下，大家对照下面的说明仔细观察一下上面RFC的文字示例图，有没有发现什么问题呢？(参看补充说明部分第2点)
                                      Right arrows (-->) indicate
  departure of a TCP segment from TCP A to TCP B, or arrival of a
  segment at B from A.  Left arrows (<--), indicate the reverse.
  Ellipsis (...) indicates a segment which is still in the network
  (delayed).

下面看一下wireshark实际抓包

2.tcp同关

linux本身也是支持TCP同时关闭连接的，wireshark抓包如下

3.tcp通过三次数据包交换关闭连接

还有一种场景是TCP通过三次数据包交换来关闭连接，这种场景同样很少遇到，我们不做过多介绍，以一个wireshark实例来看一下相关的系列号seq和ack number的关系

补充说明

1、RFC793给的同时打开TCP连接的示意图中，TCP B进入ESTABLISHED状态前收到的包应该是<SEQ=100><ACK=301><CTL=SYN,ACK>。想借此提醒不要仅仅看协议本身，还要记得看协议是否由对应的勘误表(errata)。原始的RFC793协议有很多

2、本篇文章给出的同时关闭时的tcp包时序图是与RFC793一致的，但是注意一些资料包括我所参考的第二版 tcpip详解，给的同时关闭的示意图中最后两条消息的系列号seq是错误的，或者干脆没有给出系列号seq的值。

来自为知笔记(Wiz)