TCP漫談之爲啥需要timewait狀態

tcp的狀態狀態轉化圖如下所示，其中Time_awit狀態是CLOSED之前的一個狀態，等待2個MSL時間。

爲啥需要time_awit狀態呢？爲啥不直接進入closed狀態呢？這樣不就能更快的釋放資源給新的連接使用了嗎？而是還需要等待2MSL（linux默認）時間。
有兩個原因，第一個原因是爲了防止“迷路的數據包”，如下圖所示，如果在第一個連接裏面第三個數據包由於底層網絡故障延遲送達。等待新的連接建立後，這個遲到的數據包纔到達，那麼將會導致接收數據紊亂。

第二個原因則更加簡單，如果因爲最後一個ack丟失，那麼對方將一直處於last ack狀態，如果此時重新發起新的連接，對方將返回RST包拒絕請求，將會導致無法建立新連接。

爲此，設計了time_awit狀態。如果在高併發情況下，如果能將time_awit的tcp複用
那麼便可以極大的提高併發效率，time_awit的tcp複用是指可以將處於time_awit狀態的連接重複利用起來，從time_awit轉化爲established，繼續使用。linux內核通過net.ipv4.tcp_tw_reuse參數控制是否開啓time_awit狀態複用。那麼讀者可能很好奇，之前不是說time_awit設計之初是爲了解決上面兩個問題的嗎？如果直接複用不是會導致上面兩個問題嗎？這裏先介紹linux默認開啓的一個tcp時間戳策略net.ipv4.tcp_timestamps = 1.

時間戳開啓後，針對第一個迷路數據包的問題，由於晚到數據包的時間戳過早會被直接丟棄，不會導致新連接數據包紊亂。針對第二個問題，當開啓reuse後，當對方處於last-ack狀態時，發送syn包會返回FIN,ACK包，然後客戶端發送RST讓服務端關閉請求，從而客戶端便可以再次發送syn建立新的連接了。
最後還需要提醒讀者的是，linux 4.1內核版本之前除了tcp_tw_reuse以外，還有一個參數tcp_tw_recycle，這個參數就是強制回收time_wait狀態的連接，它會導致NAT環境丟包，所以不建議開啓，這個在之前的blog已經分享過了。