TCP的TIME_WAIT

一. TCP状态转换

我们知道TCP通过三次握手建立连接，通过四次挥手断开连接。在这个过程中，每一步
都有可能因为网络的波动而失败。所以TCP里面加入了对应的机制来处理异常状况

TCP连接可能出现11种状态

二. TIME_WAIT

假定TCP连接的两端分别为h1，h2。当h1主动关闭时：

1. 进行四次挥手，h1发出FIN，h2响应发出ACK后进入CLOSE_WAIT,h2应用关闭连接发出FIN，h1响应发出ACK进入TIME_WAIT状态。
2. 处于TIME_WAIT状态时h1保持该TCP连接在一段时间内 {大概两倍MSL（maximum segment lifetime 最大分节生命：任何IP数据报在Internet中存在的最长时间）}不可用。等待完成后关闭连接。

设想如果出现下面两种情况

第一种： h1发出的ACK在网络中丢失

h2收不到h1发出的ACK，将重发FIN

1. 若不存在TIME_WAIT状态，h1发出ACK后立马关闭连接，h2重发的FIN到达h1主机后应为对应连接已经不存在了，发出RST，导致h2端异常响应。

所以TIME_WAIT可以保证全双工的TCP连接正常终止

第二种： 通信过程中出现的漫游重复分组

在通信过程中，h1向h2发送了一个数据包。如果这个数据包在网路中遇到了如路由器故障或链路故障，则会进入长时间重新选路，也有可能发生路由循环（A路由器发到B，B又发回给A），h1会向h2进行相应数据包的重传。不久后，路由修复完成，最初迷失的分组也可能会到达h2。

1. 若不存在TIME_WAIT状态，h1发送ACK后立马关闭连接。过一段时间后h1和h2通过相同的ip和port建立新的连接。 此时久连接的迷失分组到达h2，h2会以为该分组是h1刚发过来的。 导致错误
2. 若存在TIME_WAIT状态，h1在发送ACK后处于该状态2MSL。可以保证在迷失分组超时（最长存活MSL）丢弃之前h1和h2不会用相同的ip和port重新建立tcp连接。

所以 TIME_WAIT 的存在保证了网络中迷失的数据包正常过期。