TIME_WAIT状态

一、TIME-WAIT是什么

        TIME-WAIT状态是在连接拆除阶段开始起作用的。在拆除一个TCP连接通常需要交换 4 个分段。

       （1）主机 1 上的应用程序关闭自己这端的连接，使得 TCP 向主机 2 发送了一个 FIN。

       （2）主机 2 对着（1）中的 FIN 进行 ACK 确认。

       （3）一段时间之后，主机 2 上的应用程序关闭它这端的连接，这样就向主机 1 发送一个 FIN。

       （4）主机 2 会以一个 ACK 应答。

        主机1在收到主机2的结束报文段（报文3中的FIN）之后，并没有直接进入CLOSED状态，而是转到TIME_WAIT状态。在这个状态，客户端连接要等待一段长为 2MSL（Maximum Segment Life，报文段最大生存时间）的时间，才能完全关闭。

        关于TIME-WAIT状态，还要弄清楚三点：

       （1）通常，只有一端——主动关闭的那一端会进入TIME-WAIT状态。

       （2）RFC 793 将 MSL 定义为 2 分钟。根据这个定义，连接会在TIME-WAIT状态停留 4 分钟。但实际上这个值基本上被忽略了。

       （3）如果连接处于TIME-WAIT状态时有分组到达，就重启2MSL的定时器。

二、为什么要使用它

        使用TIME-WAIT状态主要有两个目的：

       （1）可靠地终止TCP连接

       （2）为耗尽网络中所有此连接的“走失段”提供时间

        第一个目的很好理解。假设主动关闭的这一端没有进入TIME-WAIT状态，而只是关闭了连接，并且对最后一条ACK丢失掉了。因为最后一条ACK丢失了，被动关闭的这一端会超时，并重传FIN。而主动关闭端收到重传的FIN时，TCP已经没有这条连接的记录了（已经关闭了连接），所以它会用RST（重置）来响应，对等实体会产生一个错误状态，而不会有序地终止。但如果发送最后一条ACK的这一端处于TIME-WAIT状态，仍然有这条连接的记录，所以它可以对来自对应实体的重传FIN进行正确的响应。

        在Linux系统上，一个TCP端口不能被同时打开多次（两次及以上）。当一个TCP连接处于TIME_WAIT状态时，我们将无法立即使用该连接占用的端口来建立一个新的连接。反过来思考，如果不存在TIME_WAIT状态，则应用程序能够立即建立一个和刚关闭的连接相似的连接。这个新连接可能接受到属于原来的连接的、携带应用程序数据的TCP报文段（迟到的报文段），这显然是不应该发生的。这就是TIME-WAIT状态存在的第二个原因。

        另外，因为TCP报文段的最大生存时间是MSL，所以坚持2MSL时间的TIME_WAIT状态能够确保网络上两个传输方向上尚未被接收到的、迟到的TCP报文段都已经消失（被中转路由器丢弃）。因此，一个连接的新的化身可以在2MSL时间之后完全的建立，而绝对不会接收到属于原来连接的应用程序数据，这就是TIME-WAIT状态要持续2MSL时间的原因。