好一个Time_Wait状态（TCP/IP）

Posted 2020-09-26 我不管，我就是DBA

首先简单介绍一下Time_Wait是个什么鬼：

在TCP/IP协议中，我们都知道有三次握手四次挥手的过程，先来一个简单的图：

各个状态和基本的过程想必了解过TCP/IP协议的人都清楚，本次介绍的主题只有Time_Wait状态。(Ps:本文统一将主动断开连接方称A，被动断开连接方称B)

 

1，Time_Wait状态是什么结点产生的？

　　在A发送Fin被B接收到，B会发送ACK紧接着发送Fin以后，A接收到另一方发过来的Fin信号，就会将自身的状态设置为Time_Wait状态，并返回一个ACK。

2，为什么需要有一个Time_Wait状态？

　　主要有两个原因：⑴ 可靠地实现TCL全双工连接的终止；⑵允许老的重复分节在网络中消逝。

3，分别解释一下上述两种具体的实现过程？

　　⑴ A发送最后一次ACK后，会处于Time_Wait状态下，此时并没有断开连接，若最后一次ACK没有正常发送给B，则B检测超时后会再次发送确认的Fin，此时A处于Time_Wait状态就能正常接收并再次发送确认ACK，以确保服务器能正常断开连接。Time_Wait(2MSL)时间超时后，A端就会自动关闭端口。

　　⑵ 假设已经有A与B建立了链接，此时A主动断开连接后，这时候发出的一个ACK，如果没有Time_Wait(2MSL)时间，直接断开连接后立即启用一个新的网络连接，如果有一个来自上个连接的数据包，会直接对当前连接连接造成影响，所以必须进行一个2MSL的等待时间。

4，为什么是2MSL时间：

　　MSL时间是一个数据包在网络中最大的存活时间。如果超过这个时间，就会在网络传输中消失。一般这个时间在Window环境下就是2分钟，所以2MSL就是4分钟，这个具体的时间根据环境不同有所减少。而之所以是2MSL，主要原因在两个端口之间进行传输，从传输到B端口再从B端口传回来，至少需要2个包，所以规定的时间为2MSL。

5，若是在Time_Wait时间内，还是由于一些原因（路由异常，数据处理延迟，等待超时），造成最后一个ACK没能正常到达，服务器会怎么样？

　　首先，若服务器多次发Fin得不到回应，根据项目不同，必然是有响应的超时异常处理，但一般情况下不会很少出现这种极端情况，所以哪怕在A端已经关闭，B端发送一个Fin之后，A端也会反馈一个RST分节，这个数据包会在B端被识别成异常错误。

6，如果在Time_Wait状态ACK数据丢失，那A与B如果再次进行数据确认？

　　TCP协议提供一种超时重传机制，主要根据TCP提供的定时器进行控制，而这种情况下的重传，时间为RRT（数据往返时间），由于路由器和网络流量均会变化，所以RRT时间也是经常变动的。这个时间长短的变动同样是TCP进行监控修改的。具体算法请参考TCP/IP详解：卷一。

7，Time_Wait状态必须等待2MSL时间吗？

　　当然不是，某些特殊情况A端需要进行大量并且快速的建立连接-断开连接的操作，所以我们有时候不能接受2-4分钟左右的重新等待时间，这时候可以通过设置TCP的配置文件 /etc/sysctl.conf 来改变Time_Wait状态的时间，具体修改内容如下：

编辑文件，加入以下内容：
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30 

然后执行/sbin/sysctl -p让参数生效。

net.ipv4.tcp_syncookies = 1表示开启SYN Cookies。当出现SYN等待队列溢出时，启用cookies来处理，可防范少量SYN攻击，默认为0，表示关闭；

net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接，默认为0，表示关闭；

net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收，默认为0，表示关闭。

net.ipv4.tcp_fin_timeout修改系統默认的TIMEOUT时间

修改之后，再用命令查看TIME_WAIT连接数netstat -ant |grep “TIME_WAIT” |wc –l

在没有nat情况下还需要设置net.ipv4.tcp_timestamps = 1才能生效。

8，若设置了上述时间，我们如何确保Time_Wait的两个作用？

　　若要设置快速重用的属性，前提也必须设置net.ipv4.tcp_timestamps = 1，TCP就会为数据包添加两个”字节时间字段”，第一个4字节记录发送该数据包的时间，第二个4字节字段用来保存最近一次接受对方发送到数据的时间。有了时间段，我们就可以通过计算时间，来防止延迟的数据到达。但确保双关性可能会出现问题，但就算A段快速关闭，数据丢失下B段重发Fin，会回复一个RST包，表达是异常。

 

上述大部分都是通过TCP/IP协议与博客了解，部分是通过与朋友讨论总结，若出现错误，请大神们指点