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状态转换图篇1:状态转换图
下面是我闲得无聊把龙书中词法分析那一章的状态机自己用 LaTeX + TikZ 画了一遍。源代码在 https://www.overleaf.com/read/nqgpxpydxzxw<img src="http://image95.360doc.com/DownloadImg/2016/03/1322/67686442_1.jpg" data-rawwidth="658" data-rawheight="227" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="658" data-original="https://pic2.zhimg.com/703d50844493d8da332f8919aac46599_r.jpg">
<img src="http://image95.360doc.com/DownloadImg/2016/03/1322/67686442_2.jpg" data-rawwidth="658" data-rawheight="209" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="658" data-original="https://pic4.zhimg.com/67c8c1b25055620914da061308cd17d3_r.jpg">
<img src="http://image95.360doc.com/DownloadImg/2016/03/1322/67686442_3.jpg" data-rawwidth="685" data-rawheight="384" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="685" data-original="https://pic1.zhimg.com/f5031964c841460ae0cd662ece22f830_r.jpg">但其实龙书中的状态机用的是一款非常古老的命令行工具 PIC（
但其实龙书中的状态机用的是一款非常古老的命令行工具 PIC（http://www.cs.bell-labs.com/10thEdMan/pic.pdf）绘制的，PIC 的语法更简单，只能绘制一些非常简单的图形。如果限定在专门画状态机的话，最适合的是 Graphviz 和 LaTeX + TikZ 宏包，这两者都是基于描述语言然后通过命令行转换成可缩放的 PDF 格式的，Graphviz 本身也可以直接生成 PNG/JPG 格式，LaTeX 生成的 PDF 可以再用 ImageMagick 软件的 convert 命令转换为 PNG、JPG 等格式，另外还可以用 pdf2svg 命令把 PDF 格式转换成可在网页上缩放的 SVG 矢量格式。Graphviz 的优点的是描述语言非常简单，不需要关心 node 的布局，可以配合其他脚本或程序自动生成图形，例如 C++ Boost 库的 Graph 算法就可以把内存中的图（graph）数据结构直接生成 Graphviz 的描述语言，然后再调用 dot 命令就可以看到图形了。Graphviz 的缺点也是显而易见的，就是图的节点布局是内部算法自动决定的，没法手工调整。所以 Graphviz 适合画对布局和美观程度要求不高以及需要批量画图的场合。LaTeX 配合 TikZ 宏包可以画出非常漂亮的图形，缺点是学习成本比较高，手写描述语言比较累，不直观，不过也有一些可视化工具对 LaTeX + TikZ 进行了包装，例如 TikZIT、TikzEdt。现在还有很多网站可以直接在网页里输入 LaTeX 代码并实时预览结果，例如 Overleaf: Real-time Collaborative Writing and Publishing Tools with Integrated PDF Preview
作者：Andy链接：http://www.zhihu.com/question/27998366/answer/38998126来源：知乎著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。
可以从原始数据经过简单字符串化处理生成图；可以嵌入到应用程序；布局方式多样，风格灵活可控；不需要人机交互；支持多种输出格式；完全免费。digraph finite_state_machine {
rankdir=LR;
size="8,5"
node [shape = doublecircle]; LR_0 LR_3 LR_4 LR_8;
node [shape = circle];
LR_0 -> LR_2 [ label = "SS(B)" ];
LR_0 -> LR_1 [ label = "SS(S)" ];
LR_1 -> LR_3 [ label = "S($end)" ];
LR_2 -> LR_6 [ label = "SS(b)" ];
LR_2 -> LR_5 [ label = "SS(a)" ];
LR_2 -> LR_4 [ label = "S(A)" ];
LR_5 -> LR_7 [ label = "S(b)" ];
LR_5 -> LR_5 [ label = "S(a)" ];
LR_6 -> LR_6 [ label = "S(b)" ];
LR_6 -> LR_5 [ label = "S(a)" ];
LR_7 -> LR_8 [ label = "S(b)" ];
LR_7 -> LR_5 [ label = "S(a)" ];
LR_8 -> LR_6 [ label = "S(b)" ];
LR_8 -> LR_5 [ label = "S(a)" ];
}
dot -Tpng fsm.dot<img src="http://image95.360doc.com/DownloadImg/2016/03/1322/67686442_4.jpg" data-rawwidth="672" data-rawheight="305" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="672" data-original="https://pic1.zhimg.com/619ceae5f002e94a2d2f4f9861bb9e68_r.jpg">
简单就 Word/Visio 当然 TikZ 系列的东西也可以。
TikZ 效果自然是最好的，而且其 manual 有完整示例，一般做专业书用这个的挺多，不过花时间。学习路径恐怕会拖的比较长但肯定有好处（多少先得学点 LaTeX 吧虽说完全分出来用恐怕也问题不大）。
<img src="http://image95.360doc.com/DownloadImg/2016/03/1322/67686442_5.jpg" data-rawheight="120" data-rawwidth="673" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="673" data-original="https://pic1.zhimg.com/011a384a52edaa2063aeb2748dcaa8c0_r.jpg">
图为 TikZ/PGF 手册 (http://www.texample.net/media/pgf/builds/pgfmanualCVS2012-11-04.pdf) 70 页图，跟着整个教程做下来以后就会了，去掉颜色是最简单的事情了
状态转换图篇2:TCP状态转换图理解 - 网络学习 - Deluric的博客
原来的时候经常见这个TCP状态转换图，可是因为平常接触不到，没有认真的思考过，今天在部门里面展开了小讨论，终于自己解开了疑惑，也帮助了别人一把，呵呵，现在终于有一把直观的认识了。
这里有个概念需要澄清一下：linux连接跟踪ipconntrack的TCP状态转换图和经典的TCP状态转换图是有差别的，原因就是因为他们的用途是不一样的。ipconntrack作为连接跟踪其主要目的是跟踪一个连接两个方向的状态，而经典的tcp状态转换图都是基于发送端或者接收端其中一端的状态转换，不能满足连接跟踪的需求。例如在CLOSE_WAIT状态就有不同，CLOSE_WAIT是指在被动关闭连接情况下，在已经接收到对方的FIN，但是还没有发送自己的FIN的时候，连接处于CLOSE_WAIT状态，照理说这时候被动关闭的这方发送一个FIN就可以进入LAST_ACK状态，等待主动关闭方发送最后的确认ack即可完成closed状态。但是连接跟踪就是在发送fin之后进入了TIME_WAIT状态，我们刚才说的主动关闭和被动关闭，这个就是站的角度不同，假如站在连接跟踪的角度上，则没有主动与被动之分，只能取两者之中最长的超时值方能满足对双方的一个跟踪。
下面的图和文章均摘自网络，说的比较好。
这个图n多人都知道，它对排除和定位网络或系统故障时大有帮助，但是怎样牢牢地将这张图刻在脑中呢？那么你就一定要对这张图的每一个状态，及转换的过程有深刻地认识，不能只停留在一知半解之中。下面对这张图的11种状态详细解释一下，以便加强记忆！不过在这之前，先回顾一下TCP建立连接的三次握手过程，以及关闭连接的四次握手过程。
1、建立连接协议（三次握手） （1）客户端发送一个带SYN标志的TCP报文到服务器。这是三次握手过程中的报文1。
（2） 服务器端回应客户端的，这是三次握手中的第2个报文，这个报文同时带ACK标志和SYN标志。因此它表示对刚才客户端SYN报文的回应；同时又标志SYN给客户端，询问客户端是否准备好进行数据通讯。
（3） 客户必须再次回应服务段一个ACK报文，这是报文段3。
2、连接终止协议（四次握手） 由于TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭。这原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。收到一个 FIN只意味着这一方向上没有数据流动，一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方执行被动关闭。
（1） TCP客户端发送一个FIN，用来关闭客户到服务器的数据传送（报文段4）。 （2） 服务器收到这个FIN，它发回一个ACK，确认序号为收到的序号加1（报文段5）。和SYN一样，一个FIN将占用一个序号。 （3） 服务器关闭客户端的连接，发送一个FIN给客户端（报文段6）。 （4） 客户段发回ACK报文确认，并将确认序号设置为收到序号加1（报文段7）。
CLOSED: 这个没什么好说的了，表示初始状态。
LISTEN: 这个也是非常容易理解的一个状态，表示服务器端的某个SOCKET处于监听状态，可以接受连接了。
SYN_RCVD: 这个状态表示接受到了SYN报文，在正常情况下，这个状态是服务器端的SOCKET在建立TCP连接时的三次握手会话过程中的一个中间状态，很短暂，基本上用netstat你是很难看到这种状态的，除非你特意写了一个客户端测试程序，故意将三次TCP握手过程中最后一个ACK报文不予发送。因此这种状态时，当收到客户端的ACK报文后，它会进入到ESTABLISHED状态。
SYN_SENT: 这个状态与SYN_RCVD遥想呼应，当客户端SOCKET执行CONNECT连接时，它首先发送SYN报文，因此也随即它会进入到了SYN_SENT状态，并等待服务端的发送三次握手中的第2个报文。SYN_SENT状态表示客户端已发送SYN报文。
ESTABLISHED：这个容易理解了，表示连接已经建立了。
FIN_WAIT_1: 这个状态要好好解释一下，其实FIN_WAIT_1和FIN_WAIT_2状态的真正含义都是表示等待对方的FIN报文。而这两种状态的区别是：FIN_WAIT_1状态实际上是当SOCKET在ESTABLISHED状态时，它想主动关闭连接，向对方发送了FIN报文，此时该SOCKET即进入到FIN_WAIT_1状态。而当对方回应ACK报文后，则进入到FIN_WAIT_2状态，当然在实际的正常情况下，无论对方何种情况下，都应该马上回应ACK报文，所以FIN_WAIT_1状态一般是比较难见到的，而FIN_WAIT_2状态还有时常常可以用netstat看到。
FIN_WAIT_2：上面已经详细解释了这种状态，实际上FIN_WAIT_2状态下的SOCKET，表示半连接，也即有一方要求close连接，但另外还告诉对方，我暂时还有点数据需要传送给你，稍后再关闭连接。
TIME_WAIT: 表示收到了对方的FIN报文，并发送出了ACK报文，就等2MSL后即可回到CLOSED可用状态了。如果FIN_WAIT_1状态下，收到了对方同时带FIN标志和ACK标志的报文时，可以直接进入到TIME_WAIT状态，而无须经过FIN_WAIT_2状态。
CLOSING: 这种状态比较特殊，实际情况中应该是很少见，属于一种比较罕见的例外状态。正常情况下，当你发送FIN报文后，按理来说是应该先收到（或同时收到）对方的ACK报文，再收到对方的FIN报文。但是CLOSING状态表示你发送FIN报文后，并没有收到对方的ACK报文，反而却也收到了对方的FIN报文。什么情况下会出现此种情况呢？其实细想一下，也不难得出结论：那就是如果双方几乎在同时close一个SOCKET的话，那么就出现了双方同时发送FIN报文的情况，也即会出现CLOSING状态，表示双方都正在关闭SOCKET连接。
CLOSE_WAIT: 这种状态的含义其实是表示在等待关闭。怎么理解呢？当对方close一个SOCKET后发送FIN报文给自己，你系统毫无疑问地会回应一个ACK报文给对方，此时则进入到CLOSE_WAIT状态。接下来呢，实际上你真正需要考虑的事情是察看你是否还有数据发送给对方，如果没有的话，那么你也就可以close这个SOCKET，发送FIN报文给对方，也即关闭连接。所以你在CLOSE_WAIT状态下，需要完成的事情是等待你去关闭连接。
LAST_ACK: 这个状态还是比较容易好理解的，它是被动关闭一方在发送FIN报文后，最后等待对方的ACK报文。当收到ACK报文后，也即可以进入到CLOSED可用状态了。
最后有2个问题的回答，我自己分析后的结论（不一定保证100%正确）
1、 为什么建立连接协议是三次握手，而关闭连接却是四次握手呢？
这是因为服务端的LISTEN状态下的SOCKET当收到SYN报文的建连请求后，它可以把ACK和SYN（ACK起应答作用，而SYN起同步作用）放在一个报文里来发送。但关闭连接时，当收到对方的FIN报文通知时，它仅仅表示对方没有数据发送给你了；但未必你所有的数据都全部发送给对方了，所以你可以未必会马上会关闭SOCKET,也即你可能还需要发送一些数据给对方之后，再发送FIN报文给对方来表示你同意现在可以关闭连接了，所以它这里的ACK报文和FIN报文多数情况下都是分开发送的。
2、 为什么TIME_WAIT状态还需要等2MSL后才能返回到CLOSED状态？
这是因为：虽然双方都同意关闭连接了，而且握手的4个报文也都协调和发送完毕，按理可以直接回到CLOSED状态（就好比从SYN_SEND状态到ESTABLISH状态那样）；但是因为我们必须要假想网络是不可靠的，你无法保证你最后发送的ACK报文会一定被对方收到，因此对方处于LAST_ACK状态下的SOCKET可能会因为超时未收到ACK报文，而重发FIN报文，所以这个TIME_WAIT状态的作用就是用来重发可能丢失的ACK报文。
状态转换图篇3:TCP连接的状态转换图深度剖析--阿愚在这里成长
这个图n多人都知道，它对排除和定位网络或系统故障时大有帮助，但是怎样牢牢地将这张图刻在脑中呢？那么你就一定要对这张图的每一个状态，及转换的过程有深刻地认识，不能只停留在一知半解之中。下面对这张图的11种状态详细解释一下，以便加强记忆！不过在这之前，先回顾一下TCP建立连接的三次握手过程，以及关闭连接的四次握手过程。
1、建立连接协议（三次握手） （1）客户端发送一个带SYN标志的TCP报文到服务器。这是三次握手过程中的报文1。
（2） 服务器端回应客户端的，这是三次握手中的第2个报文，这个报文同时带ACK标志和SYN标志。因此它表示对刚才客户端SYN报文的回应；同时又标志SYN给客户端，询问客户端是否准备好进行数据通讯。
（3） 客户必须再次回应服务段一个ACK报文，这是报文段3。
2、连接终止协议（四次握手） 由于TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭。这原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。收到一个 FIN只意味着这一方向上没有数据流动，一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方执行被动关闭。
（1） TCP客户端发送一个FIN，用来关闭客户到服务器的数据传送（报文段4）。 （2） 服务器收到这个FIN，它发回一个ACK，确认序号为收到的序号加1（报文段5）。和SYN一样，一个FIN将占用一个序号。 （3） 服务器关闭客户端的连接，发送一个FIN给客户端（报文段6）。 （4） 客户段发回ACK报文确认，并将确认序号设置为收到序号加1（报文段7）。
CLOSED: 这个没什么好说的了，表示初始状态。
LISTEN: 这个也是非常容易理解的一个状态，表示服务器端的某个SOCKET处于监听状态，可以接受连接了。
SYN_RCVD: 这个状态表示接受到了SYN报文，在正常情况下，这个状态是服务器端的SOCKET在建立TCP连接时的三次握手会话过程中的一个中间状态，很短暂，基本上用netstat你是很难看到这种状态的，除非你特意写了一个客户端测试程序，故意将三次TCP握手过程中最后一个ACK报文不予发送。因此这种状态时，当收到客户端的ACK报文后，它会进入到ESTABLISHED状态。
SYN_SENT: 这个状态与SYN_RCVD遥想呼应，当客户端SOCKET执行CONNECT连接时，它首先发送SYN报文，因此也随即它会进入到了SYN_SENT状态，并等待服务端的发送三次握手中的第2个报文。SYN_SENT状态表示客户端已发送SYN报文。
ESTABLISHED：这个容易理解了，表示连接已经建立了。
FIN_WAIT_1: 这个状态要好好解释一下，其实FIN_WAIT_1和FIN_WAIT_2状态的真正含义都是表示等待对方的FIN报文。而这两种状态的区别是：FIN_WAIT_1状态实际上是当SOCKET在ESTABLISHED状态时，它想主动关闭连接，向对方发送了FIN报文，此时该SOCKET即进入到FIN_WAIT_1状态。而当对方回应ACK报文后，则进入到FIN_WAIT_2状态，当然在实际的正常情况下，无论对方何种情况下，都应该马上回应ACK报文，所以FIN_WAIT_1状态一般是比较难见到的，而FIN_WAIT_2状态还有时常常可以用netstat看到。
FIN_WAIT_2：上面已经详细解释了这种状态，实际上FIN_WAIT_2状态下的SOCKET，表示半连接，也即有一方要求close连接，但另外还告诉对方，我暂时还有点数据需要传送给你，稍后再关闭连接。
TIME_WAIT: 表示收到了对方的FIN报文，并发送出了ACK报文，就等2MSL后即可回到CLOSED可用状态了。如果FIN_WAIT_1状态下，收到了对方同时带FIN标志和ACK标志的报文时，可以直接进入到TIME_WAIT状态，而无须经过FIN_WAIT_2状态。
CLOSING: 这种状态比较特殊，实际情况中应该是很少见，属于一种比较罕见的例外状态。正常情况下，当你发送FIN报文后，按理来说是应该先收到（或同时收到）对方的ACK报文，再收到对方的FIN报文。但是CLOSING状态表示你发送FIN报文后，并没有收到对方的ACK报文，反而却也收到了对方的FIN报文。什么情况下会出现此种情况呢？其实细想一下，也不难得出结论：那就是如果双方几乎在同时close一个SOCKET的话，那么就出现了双方同时发送FIN报文的情况，也即会出现CLOSING状态，表示双方都正在关闭SOCKET连接。
CLOSE_WAIT: 这种状态的含义其实是表示在等待关闭。怎么理解呢？当对方close一个SOCKET后发送FIN报文给自己，你系统毫无疑问地会回应一个ACK报文给对方，此时则进入到CLOSE_WAIT状态。接下来呢，实际上你真正需要考虑的事情是察看你是否还有数据发送给对方，如果没有的话，那么你也就可以close这个SOCKET，发送FIN报文给对方，也即关闭连接。所以你在CLOSE_WAIT状态下，需要完成的事情是等待你去关闭连接。
LAST_ACK: 这个状态还是比较容易好理解的，它是被动关闭一方在发送FIN报文后，最后等待对方的ACK报文。当收到ACK报文后，也即可以进入到CLOSED可用状态了。
最后有2个问题的回答，我自己分析后的结论（不一定保证100%正确）
1、 为什么建立连接协议是三次握手，而关闭连接却是四次握手呢？
这是因为服务端的LISTEN状态下的SOCKET当收到SYN报文的建连请求后，它可以把ACK和SYN（ACK起应答作用，而SYN起同步作用）放在一个报文里来发送。但关闭连接时，当收到对方的FIN报文通知时，它仅仅表示对方没有数据发送给你了；但未必你所有的数据都全部发送给对方了，所以你可以未必会马上会关闭SOCKET,也即你可能还需要发送一些数据给对方之后，再发送FIN报文给对方来表示你同意现在可以关闭连接了，所以它这里的ACK报文和FIN报文多数情况下都是分开发送的。
2、 为什么TIME_WAIT状态还需要等2MSL后才能返回到CLOSED状态？
这是因为：虽然双方都同意关闭连接了，而且握手的4个报文也都协调和发送完毕，按理可以直接回到CLOSED状态（就好比从SYN_SEND状态到ESTABLISH状态那样）；但是因为我们必须要假想网络是不可靠的，你无法保证你最后发送的ACK报文会一定被对方收到，因此对方处于LAST_ACK状态下的SOCKET可能会因为超时未收到ACK报文，而重发FIN报文，所以这个TIME_WAIT状态的作用就是用来重发可能丢失的ACK报文，并保证于此阅读全文(5686) |
