在 TCP/IP 协议当中,我们创建连接与终止连接的时候会涉及到内部状态的转换,其中有个全图很乱看不懂,就用下面简化的图来部分学习下内部状态的转换过程。

创建连接详细的说明如下

  • client 发起创建连接的时候,状态变成 SYN_SENT
  • server 收到了创建连接请求,并且返回 ACK 后状态变成 SYN_RCVD
  • client 收到 ACK 并且回复了 ACK 后状态变成 ESTABLISHED
  • server 收到了 ACK 后状态也变成了 ESTABLISHED

断开连接详细的说明如下

  • client 发起主动关闭请求,状态变成了 FIN_WAIT_1
  • server 收到请求并且回复 ACK 后,状态变成 CLOSE_WAIT
  • client 收到 ACK 后,状态变成了 FIN_WAIT_2
  • server 数据都传出完毕,发起真正关闭连接请求,状态变成 LAST_ACK
  • client 收到关闭请求,回复 ACK 后状态变成 TIME_WAIT
  • server 收到 ACK 后,状态变成 CLOSED

一些概念的解释

  • TIME_WAIT 其实就是 2倍的 MSL 时间,等待超过时间后 client 的状态也会变成 CLOSED
  • MSL,MSL指的是报文段的最大生存时间,如果报文段在网络活动了MSL时间,还没有被接收,那么会被丢弃。关于MSL的大小,RFC 793协议中给出的建议是两分钟,不过实际上不同的操作系统可能有不同的设置。

TIME_WAIT 存在的必要,以及等待时间为什么是 2倍的 MSL ?

举个例子:主动关闭的一方收到被动关闭的一方发出的FIN包后,回应ACK包,同时进入TIME_WAIT状态,但是因为网络原因,主动关闭的一方发送的这个ACK包很可能延迟,从而触发被动连接一方重传FIN包。极端情况下,这一去一回,就是两倍的MSL时长。如果主动关闭的一方跳过TIME_WAIT直接进入CLOSED,或者在TIME_WAIT停留的时长不足两倍的MSL,那么当被动关闭的一方早先发出的延迟包到达后,就可能出现类似下面的问题:

  • 旧的TCP连接已经不存在了,系统此时只能返回RST包
  • 新的TCP连接被建立起来了,延迟包可能干扰新的连接

不管是哪种情况都会让TCP不再可靠,所以TIME_WAIT状态有存在的必要性。

【参考资料】

  1. http://huoding.com/2013/12/31/316

  2. TCP/IP详解 卷1:协议

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