TCP TIME_WAIT 详解

Posted 2020-10-28

先放上TCP状态转换图

再放上三次握手

然后放上四次挥手

OK，我们发现在四次挥手中出现了TIME_WAIT 状态

1.time_wait状态是什么
简单来说：time_wait状态是四次挥手中server向client发送FIN终止连接后进入的状态。

上面图为tcp四次挥手过程
这里写图片描写叙述
能够看到time_wait状态存在于client收到serverFin并返回ack包时的状态
当处于time_wait状态时，我们无法创建新的连接，由于port被占用。

2.为什么会有time_wait状态
time_wait存在的原因有两点
1.可靠的终止TCP连接。
2.保证让迟来的TCP报文段有足够的时间被识别并丢弃。

1.可靠的终止TCP连接，若处于time_wait的client发送给server确认报文段丢失的话，server将在此又一次发送FIN报文段，那么client必须处于一个可接收的状态就是time_wait而不是close状态。
2.保证迟来的TCP报文段有足够的时间被识别并丢弃，linux 中一个TCPport不能打开两次或两次以上。当client处于time_wait状态时我们将无法使用此port建立新连接，假设不存在time_wait状态，新连接可能会收到旧连接的数据。

time_wait持续的时间是2MSL，保证旧的数据能够丢弃。由于网络中的数据最大存在MSL(maxinum segment lifetime)

3.哪一方会有time_wait状态
time_wait状态是一般有client的状态。

并且会占用port
有时产生在server端，由于server主动断开连接或者发生异常

4.怎样避免time_wait状态占用资源
假设是client，我们一般不用操心，由于client一般选用暂时port。再次创建连接会新分配一个port。

除非指定client使用某port，只是一般不须要这么做。

假设是server主动关闭连接后异常终止。则由于它总是使用用一个知名serverport号，所以连接的time_wait状态将导致它不能重新启动。只是我们能够通过socket的选项SO_REUSEADDR来强制进程马上使用处于time_wait状态的连接占用的port。
通过socksetopt设置后，即使sock处于time_wait状态，与之绑定的socket地址也能够马上被重用。

此外也能够通过改动内核參数/proc/sys/net/ipv4/tcp_tw/recycle来高速回收被关闭的socket,从而是tcp连接根本不进入time_wait状态，进而同意应用程序马上重用本地的socket地址。
TCP 状态迁移过程
LISTEN:服务端已经启动一个socket,其状态处于监听状态，等待客户发起请求连接。
ESTABLISHED:客户端和服务端经过三次握手建立，两个方向上连接状态都建立，状态置为ESTABLISHED
客户端状态变迁：（主动端）
FIN_WAIT_1: 发送FIN给服务端口。
FIN_WAIT_2:收到服务端的ACK报文
TIME_WAIT :收到服务端发过来的FIN报文，发送ACK报文给服务端口。主动关闭连接端，接收到服务（TIME_WAIT是主动端关闭）之后进入2MSL时间的等待
CLOSE：2MSl过后，关闭进入初始化状态。
服务端状态变迁：（服务端）
CLOSE_WAIT：收到客户端FIN报文，给客户端发送ACK状态后，表示知道客户端要关闭连接请求，服务端可能数据还没有传送完，所以处于等待关闭状态。（CLOSE_WAIT是被动端关闭）
LAST_ACK：服务端数据传输完毕，发送FIN报文给客户端，同时等待客户端发ACK报文状态
CLOSE：收到客户端ACK报文后，进入初始化状态