java - 如何演示所有 TCP 套接字状态

Question

我试图在笔记本电脑上使用 Ubuntu 操作系统在运行时观察一个简单的 java echo 服务器和客户端程序。为了了解幕后发生的事情，我运行了服务器客户端并使用了这个命令

   sudo netstat -pant 10007

Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name

tcp6       0      0 :::10007                :::*                    LISTEN      3551/java          
tcp6       0      0 127.0.0.1:35459         127.0.0.1:10007         ESTABLISHED 3570/java       
tcp6       0      0 127.0.0.1:10007         127.0.0.1:35459         ESTABLISHED 3551/java      

因此，我们可以看到被动服务器(环回)处于 LISTEN 状态，并且在接受客户端(127.0.0.1.35459)套接字后，在 ESTABLISHED 中创建与主动服务器(127.0.0.1.10007)的新 TCP 连接状态。但是，我们知道有几种TCP Socket状态如:SYN_SEND, SYN_RECEIVED, ESTABLISHED, LISTEN, FIN_WAIT_1, TIMED_WAIT, CLOSE_WAIT, FIN_WAIT_2, LAST_ACK, CLOSED等。所以，我对其他状态感到困惑，是否程序正在跳过这些套接字状态与否。

我想查看所有 TCP 套接字状态以了解整个套接字状态转换场景。那么我哪里做错了？我给错命令了吗？或缺少任何代码修改？我缺少任何网络工具吗？我的逐步过程出了什么问题？

那么，如何演示所有 TCP 套接字状态？

这是服务器代码:

import java.net.*; 
import java.io.*; 

public class EchoServer 
{ 
 public static void main(String[] args) throws IOException 
   { 
    ServerSocket serverSocket = null; 

    try { 
         serverSocket = new ServerSocket(10007); 
        } 
    catch (IOException e) 
        { 
         System.err.println("Could not listen on port: 10007."); 
         System.exit(1); 
        } 

    Socket clientSocket = null; 
    System.out.println ("Waiting for connection.....");

    try { 
         clientSocket = serverSocket.accept(); 
        } 
    catch (IOException e) 
        { 
         System.err.println("Accept failed."); 
         System.exit(1); 
        } 

    System.out.println ("Connection successful");
    System.out.println ("Waiting for input.....");

    PrintWriter out = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), 
                                      true); 
    BufferedReader in = new BufferedReader( 
            new InputStreamReader( clientSocket.getInputStream())); 

    String inputLine; 

    while ((inputLine = in.readLine()) != null) 
        { 
         System.out.println ("Server: " + inputLine); 
         out.println(inputLine); 

         if (inputLine.equals("Bye.")) 
             break; 
        } 

    out.close(); 
    in.close(); 
    clientSocket.close(); 
    serverSocket.close(); 
   } 
} 

这是客户端代码:

import java.io.*;
import java.net.*;

public class EchoClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        String serverHostname = new String ("127.0.0.1");

        if (args.length > 0)
           serverHostname = args[0];
        System.out.println ("Attemping to connect to host " +
        serverHostname + " on port 10007.");

        Socket echoSocket = null;
        PrintWriter out = null;
        BufferedReader in = null;

        try {

            echoSocket = new Socket(serverHostname, 10007);
            out = new PrintWriter(echoSocket.getOutputStream(), true);
            in = new BufferedReader(new InputStreamReader(
                                        echoSocket.getInputStream()));
        } catch (UnknownHostException e) {
            System.err.println("Don't know about host: " + serverHostname);
            System.exit(1);
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("Couldn't get I/O for "
                               + "the connection to: " + serverHostname);
            System.exit(1);
        }

    BufferedReader stdIn = new BufferedReader(
                                   new InputStreamReader(System.in));
    String userInput;

        System.out.print ("input: ");
    while ((userInput = stdIn.readLine()) != null) {
        out.println(userInput);
        System.out.println("echo: " + in.readLine());
            System.out.print ("input: ");
    }

    out.close();
    in.close();
    stdIn.close();
    echoSocket.close();
    }
}

Answer 1

这里的问题是，操作系统会处理状态。您不能简单地从 Java 控制 L4 协议(protocol)。如果你想这样做，你必须在 linux RAW 套接字上实现你自己的 TCP 堆栈(也许已经有一个实现，没看过)。

因此，让操作系统处理状态并使用环回进行测试，您的状态将有几微秒的生命周期。 (实际上，我相信当两端在同一台机器上并且不涉及实际网络时，现代 linux 甚至会跳过其中一些。)我想说的是，试图通过 netstat 查看状态对于理解 TCP 如何运行几乎没有值(value)。有效。

我建议你看看Wikipedia TCP page反而。它很好地描述了所有状态，并且有很好的图表来描述状态转换。

如果你想看看“线上”发生了什么，我建议你试试 tcpdump。 tcpdump -n -i lo port 10007(有关更多用法、更详细的输出等，请参阅联机帮助页)或 GUI 应用程序 Wireshark。 Wireshark 对您来说可能是更好的选择，因为它可以很好地剖析数据包并解释几乎每一点。

(其实tcpdump可以用来抓包到文件——使用-w file标志，稍后在Wireshark中打开。)