TCP通信过程中异常情况整理

本文主要是介绍TCP通信过程中异常情况整理，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

TCP通信过程中异常情况整理

本文主要叙述，客户端与服务器端在TCP链接已经建立且正常通信过程中，发生以下几种异常情况时TCP链接会产生的各种现象。

服务器主机崩溃
服务器主机崩溃后重启
服务器主机断网或者中间路由器出现故障
服务器主机断网或者中间路由器出现故障后又恢复
服务器关机或服务器进程被终止
服务器的端口被关闭
TCP的保活机制

1. 服务器主机崩溃

客户端在给服务器发送数据时，由于收不到服务器端回传的ACK确认报文，正常情况下，客户端TCP均会进行超时重传，一般为重传12次大约9分钟后才放弃重传，并关闭客户端TCP链接。

2. 服务器主机崩溃后重启

如果服务器主机在崩溃重启的这段时间里，客户端没有向服务器发送数据，即客户端没有因重传次数超过限制关闭TCP链接。则在服务器重启后，当客户端再向服务器发送TCP报文时，由于服务器中的TCP链接已经关闭，会直接向客户端回复RST报文，客户端在接收RST报文后关闭自己的TCP链接。

3. 服务器主机断网或者中间路由器出现故障

与情况1类似，客户端会进行超时重传，直到重传次数超过后放弃重传，并关闭客户端TCP链接。(因为TCP中会忽略目的主机不可达和目的网络不可达的ICMP报文，并进行重传，直到重传总时间超过限制)

4. 服务器主机断网或者中间路由器出现故障后又恢复

如果在服务器主机断网或者中间路由器出现故障这段时间内，客户端和服务器之间没有进行相互通信，即双方均没有察觉对方目的不可达，则在恢复网络链接后两端的TCP链接均有效，能够正常继续进行通信。

如果在服务器主机断网或者中间路由器出现故障这段时间内，客户端因向服务器发送数据超时，并重传总时间超过限制关闭TCP链接。则再网络恢复后，服务器再向客户端发送TCP报文时，客户端也会直接恢复RST报文，服务器再收到RST报文后关闭自己的TCP链接。

5. 服务器关机或服务器进程被终止

正常情况下服务器主机被关机时，操作系统都会事先通知所有仍在运行的进程，并先将所有进程终止后，再继续关闭电脑。而所有的进程在被终止时，Unix操作系统内核都会事先去关闭所有已经打开的TCP链接，即向客户端发生FIN标志报文，进行四次握手关闭连接。
因此，对于这种情况，客户端是能够察觉到并正常关闭TCP链接。

6. 服务器的端口被关闭

如果在通信过程中，服务器的监听端口被管理员或系统禁掉，则当客户端再向服务器发送TCP报文时，服务器在收到该报文后，由于发送该目的端口没有处于监听状态，则会直接向客户端发送RST报文，客户端在收到RST报文后会直接关闭自己TCP链接。

7. TCP的保活机制

TCP中的保活机制是一个可选项，并不是必须的。
主要用在服务器端，用于检测已建立TCP链接的客户端的状态，防止因客户端崩溃或者客户端网络不可达，而服务器端一直保持该TCP链接，占用服务器端的大量资源(因为Linux系统中可以创建的总TCP链接数是有限制的)。
保活机制原理：设置TCP保活机制的保活时间keepIdle，即在TCP链接超过该时间没有任何数据交互时，发送保活探测报文；设置保活探测报文的发送时间间隔keepInterval；设置保活探测报文的总发送次数keepCount。如果在keepCount次的保活探测报文均没有收到客户端的回应，则服务器端即关闭与客户端的TCP链接。
保活探测报文：
TCP保活探测报文的内容为，将之前已发送数据的最大序列号序列的减1，并设置数据大小为1个字节，数据内容为“0”，然后发送到客户端，如下图所示：