TCP 的状态转换
我们都知道 TCP 的三次握手,四次挥手,说来简单,但在不稳定的物理网络中,每一个动作都有可能失败,为了保证数据被有效传输,TCP 的具体实现中也加入了很多对这些异常状况的处理。
TIME_WAIT
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当 TCP 连接主动关闭时,都会经过 TIME_WAIT 状态。
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所以TIME_WAIT 是这么一种状态:TCP 四次握手结束后,连接双方都不再交换消息,但主动关闭的一方保持这个连接在一段时间内不可用。
原因
上文中提到过,对于复杂的网络状态,TCP 的实现提出了多种应对措施,TIME_WAIT 状态的提出就是为了应对其中一种异常状况。
为了理解 TIME_WAIT 状态的必要性,我们先来假设没有这么一种状态会导致的问题。暂以 A、B 来代指 TCP 连接的两端,A 为主动关闭的一端。
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- 四次挥手中,A 发 FIN, B 响应 ACK,B 再发 FIN,A 响应 ACK 实现连接的关闭。而如果 A 响应的 ACK 包丢失,B 会以为 A 没有收到自己的关闭请求,然后会重试向 A 再发 FIN 包。
- 如果没有 TIME_WAIT 状态,A 不再保存这个连接的信息,收到一个不存在的连接的包,A 会响应 RST 包,导致 B 端异常响应。
- 此时, TIME_WAIT 是为了保证全双工的 TCP 连接正常终止。
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- 我们还知道,TCP 下的 IP 层协议是无法保证包传输的先后顺序的。如果双方挥手之后,一个网络四元组(src/dst ip/port)被回收,而此时网络中还有一个迟到的数据包没有被 B 接收,A 应用程序又立刻使用了同样的四元组再创建了一个新的连接后,这个迟到的数据包才到达 B,那么这个数据包就会让 B 以为是 A 刚发过来的。
- 此时, TIME_WAIT 的存在是为了保证网络中迷失的数据包正常过期。
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