netstat查看TCP连接状态

这篇文章主要记录一下使用netstat查看tcp连接状态的实例
tcp的连接状态主要是通过三次握手和四次挥手进行状态转移，关于三次握手和四次挥手的详情可以看我的上一篇文章《总结三次握手和四次挥手》

先上一张状态转移图

其中红色线代表客户端的正常状态转换流程
黑色虚线表示服务端的正常状态转换流程
这里看到了其中有几处红色标号，这是几种异常的状态转换，在这里介绍一下（这里还是抽象主动连接一方为客户端，被动连接方为服务端）

状态异常转换
标号①：这种状态转移是因为在自己向一方发起SYN连接请求后恰好又收到了来自于另其他方对自己的连接请求，所以这里的状态转移其实是面向其他方连接状态的转移。比如A向B发送连接请求，此时处于SYN_SENT，然后此时又有一个C向A发出连接请求，所以此时A的状态转移为SYN_RCVD。
标号②：这是由于上篇文章提到的四次挥手变为三次挥手，主要是由于客户端发送连接终止报文段之后，恰好服务端的数据发送完毕，然后就把ACK和FIN一同发给了客户端，这里就不存在FIN_WAIT_2状态而直接进入TIME_WAIT状态了。
标号③：这种状态属于一种比较罕见的例外状态，是由于自己发送了FIN和ACK也收到了FIN但是没有收到ACK，一般情况下是ACK和FIN一起收到了，而之所以出现这种状态是由于双方几乎同时发送关闭连接请求，所以进入CLOSING状态，表示都在进行关闭连接，等收到最后一个ACK应答之后进入TIME_WAIT状态。
标号④：这种情况也在之前文章提到过，是由于服务端进入SYN_RCVD状态后在等待ACK确认，但是这个时候如果等不到ACK会进行超时重传，指数增加达到64s后发送RST进行连接中断，或者是第三次握手丢失，服务端收到了来自客户端的数据并认为是非法数据，便会发送RST中断连接。
查看网络相关状态信息

○ 命令：netstat
○ 参数：-a (all)显示所有选项，默认不显示LISTEN相关-p 显示建立相关链接的程序名-n 拒绝显示别名，能显示数字的全部转化成数字。-t (tcp)仅显示tcp相关选项-u (udp)仅显示udp相关选项-l 仅列出有在 Listen (监听) 的服务状态

（1）启动服务器，此时服务器进入监听状态

（2）客户端连接，然后进入ESTABLISHED状态

（3）客户端断开连接，进入TIME_WAIT状态，大约一分钟以后连接断开

（4）服务端发送断开连接请求后，由于客户端数据还未发送完，此时服务端进入FIN_WAIT2，等待客户端的FIN请求，客户端进入CLOSE_WAIT，发送完数据后进行FIN请求。此时重启服务端的时候显示端口被占用，是因为上个连接还未关闭。

（5）客户端发送完数据之后连接断开，在使用netstat查看不到连接状态

由于知识有限，加上三次连接的过程是通过内核完成的，所以捕捉不到全部的过程，但是也可以通过这几个例子查看到netstat确实可以查看连接所达到的状态，这也是学习状态转移的意义之一，通过这种方法，当连接出现异常时可以进行查看。
最后上一下服务端和客户端的代码，有兴趣的可以自己尝试下

服务端代码

// 并发的服务器代码，父进程监听后fork子进程进行通信
#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>
#include <errno.h>
//信号捕捉处理函数
void child_handle(int num)
{pid_t pid;while((pid=waitpid(-1,NULL,WNOHANG))>0){printf("child has handled pid=%d\n",pid);}}
int main(int argc,char *argv[])
{struct sockaddr_in serv,clie;int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(sockfd<0){perror("sock error");exit(1);}serv.sin_family=AF_INET;serv.sin_port=htons(8000);//设置端口号为8000serv.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);int res=bind(sockfd,(struct sockaddr*)&serv,sizeof(serv));//绑定if(res<0){perror("bind error");exit(1);}res=listen(sockfd,128);    //监听if(res<0){perror("listen error");exit(1);}/注册信号捕捉，实现自动回收子进程struct sigaction act;act.sa_handler=child_handle;//设置处理函数act.sa_flags=0;sigemptyset(&act.sa_mask);//清空阻塞集sigaction(SIGCHLD,&act,NULL);//int length=sizeof(clie);//定义变量length，用来当做传出参数放到accept中while(1){//当在等待连接的时候，子进程退出，此时信号捕捉到//信号捕捉完之后回去处理进程回收函数//当处理完进程回收，accept监听不再阻塞，返回-1，此时errnu=EINTRint cfd=0;cfd=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&clie,&length);while(cfd<0&&errno==EINTR){cfd=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&clie,&length);}printf("connect successful\n");pid_t pid=fork();//子进程if(pid==0){char buf[512]={0};//定义接受数组close(sockfd);//关闭监听套接字（避免资源浪费）while(1){char ip[20];printf("user ip=%s,port=%d ",inet_ntop(AF_INET,&clie.sin_addr.s_addr,ip,sizeof(ip)),ntohs(clie.sin_port));memset(buf,0,sizeof(buf));int res=read(cfd,buf,sizeof(buf));if(res<0){perror("read err");exit(1);}else if(res==0){printf("connect over\n");close(cfd);break;}else{printf("send:%s",buf);write(cfd,buf,res);}}return 0;}//父进程else if(pid>0){close(cfd);//关闭通信套接字}}return 0;
}

客户端代码

#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc,char *argv[])
{char buf[512];int i=0;if(argc!=2){printf("./a.out ip\n");exit(1);}int cfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(cfd<0){perror("sock err");exit(1);}struct sockaddr_in clisock;memset(&clisock,0,sizeof(clisock));clisock.sin_family=AF_INET;clisock.sin_port=htons(8000);inet_pton(AF_INET,argv[1],&clisock.sin_addr.s_addr);int res=connect(cfd,(struct sockaddr*)&clisock,sizeof(clisock));if(res<0){perror("connect err");close(cfd);exit(1);}for(;i<5;++i){char mes[512]={0};memset(buf,0,sizeof(buf));printf("输入数据：\n");fgets(buf,sizeof(buf),stdin);write(cfd,buf,strlen(buf));int res=read(cfd,mes,sizeof(mes));if(res==0){break;}else if(res<0){perror("read error");close(cfd);exit(1);}else{printf("server:%s",mes);}}close(cfd);return 0;
}

本篇文章为自己原创，本人编程小白一枚，如果文章出现错误，欢迎告知，最后希望大家能一起学习一起进步。

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