TCP连接终止与TIME_WAIT状态
TCP连接的断开过程
TCP建立连接需要3个分组，终止一个连接则需要4个分组。过程如下:
- 某个应用进程首先调用close,称该端执行主动关闭，该端的TCP于是发送一个FIN分组，表示后面没有数据要再发送了。
- 接收到这个FIN的对端执行被动关闭，这个FIN由TCP确认。它的接收也作为一个文件结束符传递给接收端应用程序（放在已排队等候该应用程序接收的任何其他数据之后）。
- 一段时间后，接收到这个文件结束符的应用进程调用close关闭它的套接字。这会导致它的TCP也发送一个FIN。
- 接收到这个最终FIN的原发端TCP确认这个FIN。
TIME_WAIT状态为什么要存在
TIME_WAIT状态有两个存在的理由
- 可靠地实现TCP全双工连接的终止。
- 允许老的重复分组在网络中消逝。
对第一个理由的解释：如上图所示，如果执行主动关闭的一端（即最先发出FIN的一端）的最后一个ACK确认丢失，服务器将重新发送它的最终的那个FIN，因此客户端必须维护状态信息，以允许它重新发送最终那个ACK。要是客户端不维护这个信息的话，它将响应一个RST，该分组将被服务器解释成一个错误。如果TCP打算执行所有必要的工作以彻底终止某个连接上两个方向的数据流（即全双工关闭），那么它必须正确处理连接终止序列4个分组中任何一个分组丢失的情况。执行主动关闭的那一端是处于TIME_WAIT状态的那一端：因为可能不得不重传最终那个ACK的就是那一端。
为理解第二个理由，假设在172.16.18.11：1500和172.16.18.13：1200之间有一个TCP连接。现在关闭这个连接，过一段时间后在相同的IP和端口之间建立另一个连接。这里把后一个连接称为前一个连接的化身。TCP必须防止来自某个连接的老的重复分组在该连接已终止后再现，从而被误解成属于同一连接的化身。为做到这一点，TCP将不给处于TIME_WAIT状态的连接发起新的化身。既然TIME_WAIT状态的持续时间是MSL（MSL是任何数据报能够在因特网中存活的最长时间）的2倍，这就足以让某个方向上的分组最多存活MSL秒即被丢弃，另一个方向上的应答最多存活MSL秒也被丢弃。通过这个规则，就可以保证每成功建立一个TCP连接时，来自该连接先前化身的老的重复的分组都已经在网络中消逝了。