10.TCP协议-FIN_WAIT2

本文详细解释了TCP连接中FIN_WAIT2状态的意义及其可能产生的问题。重点介绍了主动关闭方在FIN_WAIT2状态下的行为,以及当对端长时间不响应时可能出现的情况。

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1. FIN_WAIT2 状态

如果你完成了上一篇文章的实验,你肯定见过了 FIN_WAIT2 状态。

当主动关闭一方进入 FIN_WAIT2 状态时,只要对端还没有发送 FIN 段过来(处于 CLOSE_WAIT 状态,等等再关闭,我还有数据要发送),就会一直停留在这个状态。因此,FIN_WAIT2 状态会非常容易见到。

这里写图片描述 
图1 处于 FIN_WAIT2 状态 

很不幸,主动关闭一方有可能永远处于 FIN_WAIT2 状态,只要对方不发送 FIN 段的话(比如对端在 CLOSE_WAIT 状态时突然断电、网线掉了)。

在有些系统实现中,为了防止这种无限 FIN_WAIT2,设置了一个定时器。如果这个连接空闲 10 分钟 75 秒,TCP 将进入 CLOSED 状态。实际上,这是违反协议的,但又未尝不可呢?

<think>我们正在讨论TCP协议状态FIN_WAIT_2状态TCP连接终止过程中的一个状态。 根据TCP协议,当一端(我们称为A)发送了FIN(表示要关闭连接)并收到另一端的ACK(确认)后,进入FIN_WAIT_1状态。 然后,当A收到另一端(B)发送的FIN时,它会发送ACK确认,并进入TIME_WAIT状态。但是,在FIN_WAIT_1状态中,如果A先收到B的ACK(对A的FIN的确认)而不是FIN,那么A就会进入FIN_WAIT_2状态。 在FIN_WAIT_2状态,A等待B发送FIN(表示B也关闭了连接)。一旦收到B的FIN,A就发送ACK,并进入TIME_WAIT状态。 因此,FIN_WAIT_2状态表示:主动关闭方(A)已经发送了FIN并且收到了被动关闭方(B)对此FIN的ACK,现在正在等待被动关闭方(B)发送FIN。 需要注意的是,被动关闭方(B)在收到FIN后,会发送ACK,然后继续发送自己的FIN(假设它也要关闭连接)。在B发送FIN之前,主动关闭方A将一直处于FIN_WAIT_2状态。 如果被动关闭方(B)不发送FIN(比如应用程序没有关闭连接),那么主动关闭方(A)将一直停留在FIN_WAIT_2状态,直到超时(超时时间由系统配置,通常为几分钟)。 在lwIP中,我们可以通过配置`TCP_FIN_WAIT_TIMEOUT`来设置超时时间(单位为TCP轮询周期,通常为250ms,所以默认值一般为240*250ms=60秒)。 另外,在FIN_WAIT_2状态下,连接是半关闭的:主动关闭方A已经不能发送数据,但还可以接收来自B的数据(直到B关闭连接)。 下面是一个简单的状态转换图(从主动关闭方的角度): ESTABLISHED -> FIN_WAIT_1(发送FIN后) -> 收到ACK -> FIN_WAIT_2 -> 收到FIN -> 发送ACK -> TIME_WAIT(等待2MSL)-> CLOSED 如果被动关闭方在发送ACK后,没有发送FIN,那么主动关闭方将一直停留在FIN_WAIT_2直到超时,然后进入CLOSED状态。 在lwIP中,我们可以通过配置选项来调整超时时间,例如: #define TCP_FIN_WAIT_TIMEOUT 240 // 240 * 250ms = 60 seconds 另外,在lwIP中,如果处于FIN_WAIT_2状态的连接超时,tcp_slowtmr()函数会将其关闭。 现在,根据要求,在回答后提出3-5个相关问题。</think>### TCP状态 FIN_WAIT_2 详解 FIN_WAIT_2TCP连接终止过程中的一个中间状态,发生在**主动关闭方**的流程中。具体含义如下: #### 状态定义 - **位置**:主动关闭方(先发送FIN包的一端)的状态序列 - **触发条件**:当主动关闭方已发送FIN包并收到对方对FIN的ACK确认后进入 - **状态转换**: ``` ESTABLISHED → FIN_WAIT_1 → FIN_WAIT_2 → TIME_WAIT → CLOSED ``` #### 核心特征 1. **半关闭状态**: - 主动关闭方已停止发送数据 - 但仍能接收对方发送的数据 - 类似单向通信通道 2. **等待对象**: ```mermaid graph LR A[主动关闭方] -- FIN --> B((被动关闭方)) B -- ACK --> A A[FIN_WAIT_2] -- 等待 --> B[FIN包] ``` 3. **超时机制**: - 默认超时时间:Linux系统为60秒(可通过`sysctl net.ipv4.tcp_fin_timeout`修改) - 超时后自动转为CLOSED状态 #### 典型场景 ```c // 主动关闭方代码示例 close(socket_fd); // 发送FIN包 // 此时进入FIN_WAIT_1 // 收到对端ACK后 → FIN_WAIT_2 // 等待对端FIN... ``` #### 问题排查要点 1. **长时间滞留原因**: - 被动关闭方未发送FIN(应用未调用close()) - 网络丢包导致FIN未到达 - 对端崩溃无法响应 2. **检测命令**: ```bash netstat -ant | grep FIN_WAIT2 ss -o state fin-wait-2 # Linux ``` 3. **lwIP特殊处理**: ```c // lwipopts.h 配置 #define TCP_FIN_WAIT_TIMEOUT 60000 // 超时时间(ms) ``` 在`tcp_slowtmr()`中实现超时检测: ```c case FIN_WAIT_2: if (++pcb->tmr > tcp_fin_wait_2_timeout) { tcp_pcb_remove(&tcp_active_pcbs, pcb); tcp_free(pcb); } ``` #### 与相关状态对比 | 状态 | 角色 | 等待对象 | 可接收数据 | |------|------|----------|------------| | FIN_WAIT_1 | 主动方 | FIN+ACK 或 ACK | 否 | | **FIN_WAIT_2** | 主动方 | FIN | 是 | | CLOSE_WAIT | 被动方 | 应用close() | 是 | | TIME_WAIT | 主动方 | 2MSL超时 | 否 |
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