本文关注内容：TCP连接的TIME_WAIT状态。TCP很重要的一个特性就是可靠性，这是在TCP协议的设计中考虑的重点。TIME_WAIT状态的引入，也是在为TCP可靠性做贡献。

为认识TIME_WAIT状态最基本的设计初衷，我们引一个场景：

在四次挥手阶段，主动关闭方接受被动关闭方的FIN包，然后发送给被动关闭方ACK。此时如果协议策略是直接关闭
连接，清理连接占用的资源。这样会出现问题：如果最后的ACK包丢失了，被动关闭方等待接受ACK超时，就要求重
传。此时主动关闭方已经没有了那个连接的信息，所以发送一个RST。被动关闭方收到RST，一脸茫然。。。

所以，主动关闭方在发给对端ACK包时，不能直接关闭连接，需要保证对端能够收到ACK包，必要时能够重传ACK包。此时主动关闭方所处的状态就是所谓的“TIME_WAIT”状态。

什么是TIME_WAIT状态

TIME_WAIT

发生对象：TCP连接的主动关闭方（如果双方同时关闭，则都会进入TIME_WAIT状态）
发生时机：四次挥手阶段，主动关闭方发出对被动关闭方FIN报文的ACK报文后。
持续时长：2 * MSL （MSL：报文的最大生存时间，伯克利实现设置为30s）

TIME_WAIT的作用（用以解决什么问题）

文章开头我们提到一个TIME_WAIT的好处：（1）主动关闭方进入TIME_WAIT状态确保被动关闭方能够接收到FIN的ACK。除此之外，能够保证：（2）旧连接断开，一个一摸一样的新链接建立（源端口，源IP，目的端口，目的IP都一样），旧连接的数据包不会影响到新的连接。因为TIME_WAIT持续的时间，能够保证数据包在网络中消逝，而连接处于TIME_WAIT状态期间，主机不能使用当前的IP和端口组合建立连接。

TIME_WAIT有何负面影响

TIME_WAIT状态需要持续2*MSL，长达1分钟，甚至更长。在这期间，该连接的端口不能用于建立新的连接。如果短时间内，关闭大量的连接，就会造成大量的TIME_WAIT。
两方面的影响：

大量处于TIME_WAIT的连接，消耗主机内存资源（内核表示tcp的tuple）。
TCP协议用于表示端口的字段为16bit，也就是说，理论上最多可使用65535个端口号，实际上可使用的更少。如果短时间内大量的TIME_WAIT，端口耗尽，就无法再发起新的连接了。

如何避免TIME_WAIT状态

解决：

TCP选项：TCP_REUSEADDR （强制可以重新使用！）
参数：net.ipv4.tcp_tw_reuse和net.ipv4.tcp_tw_recycle（直接就不在TIME_WAIT状态呆着。。。）
连接池（不着急关闭）

TCP_REUSEADDR ：处于TIME_WAIT状态的socket是占有连接的，即不允许另一个socket绑定相同的ip和端口。TCP_REUSEADDR的作用就是：”允许处理TIME_WAIT的连接所占有的IP+端口组合得到复用”。不管之前的socket是否设置了该选项，只要当前的socket设置即可生效。

net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1允许在系统重用处于TIME_WAIT连接的端口，作用类似与TCP_REUSEADDR；net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1是启用TIME_WAIT快速回收，意味直接就不进入TIME_WAIT状态，靠时间戳区分是旧连接还是新连接的数据包。该功能在NAT环境下可能会出现严重问题。

连接池：顾名思义，我们使用池子收集空闲的连接，而不是关闭它。这样就能减少TIME_WAIT状态的产生。这种解决方法适合特定的场景，比如数据库连接池。

本文完。