理解TCP的四种计时器

TCP共使用以下四种计时器：重传计时器、持续计时器、保活计时器和时间等待计时器。这几个计时器的主要特点如下：

重传计时器
当TCP发送报文段时，创建该特定报文段的重传计时器。可能发生两种情况：

1. 若在计时器截止时间到之前收到了对此特定报文段的确认ACK，则撤销此计时器。
2. 若在收到了对此特定报文段的确认之前计时器截止期到，则重传此报文段，并将计时器复位。

持续计时器

窗口大小通知：接收方可接收缓存的数据大小；接收方发送窗口大小通知给传送方，传送方才能发送数据，如果接收方缓存已满，会发送零窗口大小通知给发送方。

为了对付零窗口大小通知，TCP需要另一个计时器。
假定接收TCP宣布了窗口大小为零：发送TCP就停止传送报文段，直到接收TCP发送确认并宣布一个非零的窗口大小。但这个确认可能会丢失。我们知道在TCP中，对确认是不需要发送确认的。若确认丢失了，接收TCP并不知道，而是会认为它已经完成任务了，并等待着发送TCP接着会发送更多的报文段。但发送TCP由于没有收到确认，就等待对方发送确认来通知窗口的大小。双方的TCP都在永远地等待着对方。
为了解决这种死锁等待情况，TCP为每一个连接使用一个坚持计时器。当发送TCP收到一个窗口大小为零的确认时，就启动坚持计时器。当坚持计时器期限到时，发送TCP就发送探测报文段。这个报文段只有一个字节的数据，有一个序号，但它的序号永远不需要确认；甚至在计算对其他部分的数据的确认时该序号也被忽略。探测报文段提醒对方：确认已丢失，必须重传。
坚持计时器的值设置为重传时间的数值。但是，若没有收到从接收端来的响应，则需发送另一个探测报文段，并将坚持计时器的值加倍和复位。发送端继续发送探测报文段，将坚持计时器设定的值加倍和复位，直到这个值增大到门限值（通常是60秒）为止。在这以后，发送端每隔60秒就发送一个探测报文段，直到窗口重新打开。

保活计时器

保活计时器使用在某些实现中，用来防止在两个TCP之间的连接出现长时期的空闲。
假定客户打开了到服务器的连接，传送了一些数据，然后就保持静默了。也许这个客户出故障了。在这种情况下，这个连接将永远地处理打开状态。
要解决这种问题，在大多数的实现中都是使服务器设置保活计时器。每当服务器收到客户的信息，就将计时器复位。超时通常设置为2小时。

若服务器过了2小时还没有收到客户的信息，它就发送探测报文段。若发送了10个探测报文段，每一个相隔75秒，还没有响应就假定客户出了故障，因而就终止该连接。

时间等待计时器

2MSL时间等待计时器是在连接终止期间使用，即：TCP四次挥手最后一次。
当TCP关闭一个连接时，它并不认为这个连接马上就真正地关闭了。
时间等待期间中连接还处于一种中间过渡状态。主要是为了让重复的FIN报文段到达目的站，将其丢弃。
这个计时器的值通常设置为一个报文段的寿命期待值的两倍。

附：TCP的四次挥手（客户端主动关闭）：

1 客户端发送断开链接请求FIN包给服务器（socket关闭发送数据的通道）；

2 服务器接收到FIN包，发送ACK包给客户端，表示同意关闭链接的请求；

3 服务器recv解堵塞，数据返回长度为0，确认客户端确实已断开链接；

4 服务器发送断开链接请求FIN包给客户端；

5 客户端收到FIN包，并发送ACK包给服务器。

6 客户端同时进入2MSL时间，若时间等待计时器（time_wait）到时，没有再次收到了服务器的FIN，证明服务器接收到自己的ACK包后已正常关闭，客户端也断开链接（socket关闭接收数据的通道）；若未到时，又收到了服务器的FIN包，证明自己发送的ACK包丢失，会再次发送，time_wait重置，直至正常。