关于tcp中time_wait状态的4个问题

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问题

1.time_wait状态是什么

2.为什么会有time_wait状态

3.哪一方会有time_wait状态

4.怎样避免time_wait状态占用资源

1.time_wait状态是什么

通信双方建立TCP连接后，主动关闭连接的一方就会进入TIME_WAIT状态。

客户端主动关闭连接时，会发送最后一个ack后，然后会进入TIME_WAIT状态，再停留2个MSL时间(后有MSL的解释)，进入CLOSED状态。

2.为什么会有time_wait状态

1）可靠地实现TCP全双工连接的终止

TCP协议在关闭连接的四次握手过程中，最终的ACK是由主动关闭连接的一端（后面统称A端）发出的，如果这个ACK丢失，对方（后面统称B端）将重发出最终的FIN，因此A端必须维护状态信息（TIME_WAIT）允许它重发最终的ACK。如果A端不维持TIME_WAIT状态，而是处于CLOSED 状态，那么A端将响应RST分节，B端收到后将此分节解释成一个错误（在java中会抛出connection reset的SocketException)。

因而，要实现TCP全双工连接的正常终止，必须处理终止过程中四个分节任何一个分节的丢失情况，主动关闭连接的A端必须维持TIME_WAIT状态 。

2）允许老的重复分节在网络中消逝

TCP分节可能由于路由器异常而“迷途”，在迷途期间，TCP发送端可能因确认超时而重发这个分节，迷途的分节在路由器修复后也会被送到最终目的地，这个迟到的迷途分节到达时可能会引起问题。在关闭“前一个连接”之后，马上又重新建立起一个相同的IP和端口之间的“新连接”，“前一个连接”的迷途重复分组在“前一个连接”终止后到达，而被“新连接”收到了。为了避免这个情况，TCP协议不允许处于TIME_WAIT状态的连接启动一个新的可用连接，因为TIME_WAIT状态持续2MSL，就可以保证当成功建立一个新TCP连接的时候，来自旧连接重复分组已经在网络中消逝。

MSL时间

MSL就是maximum segment lifetime(最大分节生命期），这是一个IP数据包能在互联网上生存的最长时间，超过这个时间IP数据包将在网络中消失 。MSL在RFC 1122上建议是2分钟，而源自berkeley的TCP实现传统上使用30秒。

TIME_WAIT状态维持时间

TIME_WAIT状态维持时间是两个MSL时间长度，也就是在1-4分钟。Windows操作系统就是4分钟。

4.怎样避免time_wait状态占用资源

假设是client，我们一般不用操心，由于client一般选用暂时port。再次创建连接会新分配一个port。

除非指定client使用某port，只是一般不须要这么做。

假设是server主动关闭连接后异常终止。则由于它总是使用用一个知名serverport号，所以连接的time_wait状态将导致它不能重新启动。只是我们能够通过socket的选项SO_REUSEADDR来强制进程马上使用处于time_wait状态的连接占用的port。 通过socksetopt设置后，即使sock处于time_wait状态，与之绑定的socket地址也能够马上被重用。

此外也能够通过改动内核參数/proc/sys/net/ipv4/tcp_tw/recycle来高速回收被关闭的socket,从而是tcp连接根本不进入time_wait状态，进而同意应用程序马上重用本地的socket地址。

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