前段时间参加一个部门内部的一个关于socket通信的培训，回来之后，将学习到的只是做了一下记录，防止时间过长，淡化了记忆；
我们使用工具对网络抓包进行分析的时候，会发现有时候会出现大量的close_wait或者time_wait的抓包，如果我们是为了对应用层协议进行分析，一般都会忽略这些包，而去关注与某种特定的引用层协议包(sip、http、rtsp等)；其实这些包对于我们分析当前网络状态非常有意义的。
我们都知道tcp是可靠的通信协议，在tcp协议中，从发起网络连接到连接的完全建立，是存在一个状态机的，用以标明当前连接的状态；一条连接，在每一个时期，都有一个状态，我们在抓包中看到的time_wait或者是close_wait的抓包，其实是tcp中维护的一个连接的状态，是状态机在特定时期的一种体现，接下来我们来看看网络状态在通信过程中的一个变化；
从上图可以看出来服务端在进行端口初始化后，调用listen方法，到这个时候，没有任何状态，那是由于这个时候客户端不能连接，并且状态机是针对于每一个连接来说的，所以说无连接就自然谈不上状态机；在收发双方的协议栈之中都会针对于这个连接创建一个对象，用以关联整个这个连接上产生的数据以及状态的变化。
客户端调用connect方法后，客户端所处的机器的协议栈通过五元祖检测到这是一个新的连接，会产生一个连接对象，并发送一个syn消息给服务端，客户端协议栈在发送syn消息之后，其内部标记为syn_send状态，说明我已经发送完syn消息；
当消息通过网络到达server，server检测到这个是个新的连接，也会创建一个对象，当检测该请求是合法请求之后，会立即回复ack+syn消息给客户端(这个过程是协议栈自动回复的，不需要业务层干预)；然后在服务端内部维护的这条连接的状态机中，将状态机设置为syn_recv状态；
当客户端收到对端的ack+sync消息之后，将状态机设置为establish，这个时候，对于客户端来说连接已经建立完成，但是服务端还没有建立，那是由于服务端在响应ack的时候，报文中携带了自己的syn，客户端需要针对于这个syn进行响应，所以客户端在收到syn+ack消息之后，会自动响应ack消息；
服务端收到ack消息之后，也将这条连接的双方的状态设置为establish，这样的话，整个连接都已经建立完成。
好了，上面这个是tcp三次握手建立连接的过程，经过上面的流程，客户端和服务端之间可以基于已经建立的连接进行数据可靠传输。
在基于某一条已经建立的连接进行数据传输结束之后，需要断开连接，否则连接会占用资源，导致资源泄漏；
在上面的图中，可以看到client和server都调用了close方法，client先调用了close方法，其实在实际变成过程中，close方法可以由client和server的任何一方先调用，没有明确的硬性规定，在接下来的介绍中，我们称先调用的一方为“主动断开方”，后调用的一方为“被动断开方”
在通信双方进行close调用之前，双方看到这条连接的状态都为establish；主动调用方调用close方法之后，协议展会发送FIN消息，这个时候，主动调用方的协议栈会将这条连接的状态设置成fin_wait1状态；
被动调用方在收到FIN消息之后，会马上响应ack消息给主动调用方，并将自己维护的状态改成close_wait；
主动调用方在收到被动调用方响应的ack消息之后，会将连接的状态吗设置成fin_wait2状态。此时连接并没有断开，而是出于断开的过程中；
接下来被动调用方也应该调用close方法，发送fin消息给主动调用方，发送完fin消息之后，将自己维护的这条连接的状态码设置成last_ack状态；
主动调用方在收到fin消息之后，马上响应ack消息给被动断开方，并将自己维护的状态码设置成time_wait状态；这条连接在维护time_wai状态两个RTT时间之后会被系统回收掉；
被动断开方在收到主动调用方响应的ack消息后，会将这条连接的资源回收；
到此，tcp的四次挥手过程也已经完成，整个连接从建立到结束的状态改变，上面的流程中，除了connect和close需要业务成调用，其他过程都是自动完成的；
在抓包的过程中，我们有时候还能看到一个RST包，他也是tcp协议栈中的一个状态；他是说明基于传输数据的这条连接不存在或者产生异常；产生RST消息的情况有很多种，例如：基于一条正在断开或已经断开的连接，连接一个服务器没有监听的端口等等；
在上面四次挥手过程中，我们看到time_wait状态会维护两个RTT时间，大家有想过这是为什么吗？
RTT是指一条消息从client到server所耗费的时间，两个RTT是因为当网络出现拥塞，我们响应的数据包丢失，对端会重新发送fin消息，而对端需要感知到消息丢失，需要耗费一个RTT时间，对端重发消息，在网络中传输，需要一个RTT时间；所以需要两个RTT时间；
还有一种场景是为了防止网络延时，基于这条连接的数据到达的比较慢，延迟到达的数据对系统后续的影响；
close_wait和time_wait状态
在上图和上面的描述中，我们都看到了close_wait和time_wait状态，并且通过分析状态变化的过程，我们知道了他们产生的原因，那么针对于这种大量的这两种状态，会对系统产生什么样的状态呢？又该怎么处理呢？
我们知道，对于操作系统来说，网络描述符是一种特殊的文件句柄，而句柄资源又是珍贵的，在系统中，句柄数量是有限制的；每一条连接在通信的一端，只能保持六中状态中的一种，如果说系统中存在大量的time_wait和close_wait的状态，说明会占用大量的句柄；所以说，如果不进行处理的，会导致句柄泄漏，影响后续对句柄的申请；导致运行在本机器上的其他程序出现异常；
如何进行处理呢？
针对于close_wait状态，那是由于被动接收方在收到对端关闭连接之后，没能立即调用close方法导致的，所以我们在编程的时候，需要实时监控通信端口，根据对端的动作做出及时的响应，在感知到对端在关闭连接之后，立即调用了close方法，断开连接；同时也可以使用setsockopt 函数，设置SO_KEEPALIVE；利用协议栈内部的保活机制；同时在业务成也可以实现一个定时机制，在检测到长时间没有数据传输的情况下，主动断开连接；等等；
针对于time_wait状态，它是由于主动关闭方在接收到被动挂壁方发的fin消息之后的状态；由于西药保留2个RTT时间后系统才会回收，如果处于快速连接断开的服务，则会缠身非常的多；在linux系统下，针对于这种情况，可以通过修改配置文件的方式来减小影响：
修改配置文件 /etc/sysctl.conf中的以下几个配置项：
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
listen方法参数理解
我们在网络通信的过程中，服务端会调用lisetn函数，来监听客户端的连接，listen方法有两个参数，第一个参数为监听句柄，第二个参数为可以同时连接的最大连接数量；在实际的实现过程中，业务层在调用listen方法后，协议栈内部会创建两个队列，用来保存客户端主动过来的连接请求，第一个列表用于保存在三次握手过程中的请求，第二个列表用于保存已经完成三次握手的列表；应用调用accept方法，将会从已完成三次握手的队列中将网络句柄移除；listen中第二个参数指的是两个队列的瞬间总值，如果这两个队列当前的值超过设置数值的1.2倍，协议栈将对发起连接的客户端不进行处理。该值并不是指整个程序可以保持连接的最大数，仅仅指瞬间可接受的连接请求的最大值