1 TCP關閉時的四次握手
Tcp連接在關閉的的時候，執行的是一個四次握手的過程，下圖是客戶端發起的關閉時客戶端和服務器的狀態轉換圖
具體過程如下：
1、 客戶端發送FIN報文段，進入FIN_WAIT_1狀態。
2、 服務器端收到FIN報文段，發送ACK表示確認，進入CLOSE_WAIT狀態。
3、 客戶端收到FIN的確認報文段，進入FIN_WAIT_2狀態。
4、 服務器端發送FIN報文端，進入LAST_ACK狀態。
5、 客戶端收到FIN報文端，發送FIN的ACK，同時進入TIME_WAIT狀態，啓動TIME_WAIT定時器，超時時間設爲2MSL。
6、 服務器端收到FIN的ACK，進入CLOSED狀態。
7、 客戶端在2MSL時間內沒收到對端的任何響應，TIME_WAIT超時，進入CLOSED狀態。
從上圖中可以看出，client在發出server 端fin的ack以後，進入了time_wait的狀態，知道2MSL以後，纔會關閉。先來解釋下2MSL,max segment lifetime，最大生成時間。MSL的值在一般的實現中取30s，有些實現採用2分鐘。在TCP的狀態機中的“被動關閉”，從CLOSE_WAIT到 LAST_ACK中有一個如下的規則：當T C P執行一個主動關閉，併發回最後一個A CK,該連接必須在TIME_WAIT狀態停留的時間爲2倍的MSL。這樣可讓TCP再次發送最後的ACK以防這個ACK丟失。個規則導致一個後果就是在 這個2MSL的時間內，該地址上的鏈接（客戶端地址、端口和服務器端的地址、端口）不能被使用。比如我們在建立一個鏈接後關閉鏈接然後迅速重啓鏈接，那麼 就會出現端口不可用的情況。
2 time_wait狀態的必要性
如果不考慮報文延遲、丟失，確認延遲、丟失等情況，TIME_WAIT的確沒有存在的必要。當網絡在不理想的情況下通常會有報文的丟失延遲發生，讓我們看下面的一個特例：
客戶端進入發送收到四次握手關閉的最後一個ACK後，進入TIME_WAIT同時發送ACK，如果其不停留2MSL時間，而是馬上關閉連接，銷燬連接上的資源，當發送如下情況時，將不能正常的完成四次握手關閉：
客戶端發送的ACK在網路上丟失，這樣服務器端收不到最後的ACK，重傳定時器超時，將重傳FIN到客戶端，由於客戶端關於該連接的所有資源都釋放，收到重傳的FIN後，它沒有關於這個FIN的任何信息，所以向服務器端發送一個RST報文端，服務器端收到RST後，認爲搞連接出現了異常（而非正常關閉）。
所以，在TIME_WAIT狀態下等待2MSL時間端，是爲了能夠正確處理第一個ACK（最長生存時間爲MSL）丟失的情況下，能夠收到對端重傳的FIN（最長生存時間爲MSL），然後重傳ACK。
是否只要主動關閉方在TIME_WAIT狀態下停留2MSL，四次握手關閉就一定正常完成呢？
答案是否定的？可以考慮如下的情況，
TIME_WAIT狀態下發送的ACK丟失，LAST_ACK時刻設定的重傳定時器超時，發送重傳的FIN，很不幸，這個FIN也丟失，主動關閉方在TIME_WAIT狀態等待2MSL沒收到任何報文段，進入CLOSED狀態，當此時被動關閉方並沒有收到最後的ACK。所以即使要主動關閉方在TIME_WAIT狀態下停留2MSL，也不一定表示四次握手關閉就一定正常完成。
結論：在TIME_WAIT下等待2MSL，只是爲了盡最大努力保證四次握手正常關閉。確保老的報文段在網絡中消失，不會影響新建立的連接
考慮如下的情況，主動關閉方在TIME_WAIT狀態下發送的ACK由於網絡延遲的原因沒有按時到底（但並沒有超過MSL的時間），導致被動關閉方重傳FIN，在FIN重傳後，延遲的ACK到達，被動關閉方進入CLOSED狀態，如果主動關閉方在TIME_WAIT狀態下發送ACK後馬上進入CLOSED狀態（也就是沒有等待）2MSL時間，則上述的連接已不存在：現在考慮下面的情況，假設上述的鏈接的四元組爲（192.201.0.80:23,192.201.0.85:5555）,由於連接已關閉，我們可以馬上建立一個新的連接，並且這個連接的四元組也是（192.201.0.80:23,192.201.0.85:5555），那麼當上一個連接的重傳FIN到達主動關閉方時，被新的連接所接受，這將導致新的連接被複位，很顯然，這不是我們希望看到的事情。
新的連接要建立，必須是在主動關閉方和被動關閉方都進入到CLOSED狀態之後纔有可能。所以，最有可能導致舊的報文段影響新的連接的情況是：
在TIME_WAIT狀態之前，主動關閉方發送的報文端在網絡中延遲，但是TIME_WAIT設定爲2MSL時，這些報文端必然會在網絡中消失（最大生存時間爲MSL）。被動關閉方最有可能影響新連接的報文段就是我們上面討論的情況，對方ACK延遲到達，在此之前重傳的FIN,這個報文端發送之後，TIME_WAIT的定時器超時時間肯定大於MSL，在1MSL時間內，這個FIN要麼在網絡中因爲生成時間到達而消失，要麼到達主動關閉方被這確的處理，不會影響新建立的連接。