Java：吊打面试官！近 40 张图解被问千百遍的 TCP 三次握手和四次挥手面试题( 九 ) |人生第一份工作|C语言|Python|

也就是说， TIME-WAIT 作用是等待足够的时间以确保最后的 ACK 能让被动关闭方接收，从而帮助其正常关闭。
假设 TIME-WAIT 没有等待时间或时间过短，断开连接会造成什么问题呢？

本文插图
没有确保正常断开的异常

如上图红色框框客户端四次挥手的最后一个 ACK 报文如果在网络中被丢失了，此时如果客户端 TIME-WAIT 过短或没有，则就直接进入了 CLOSE 状态了，那么服务端则会一直处在 LASE-ACK 状态。
当客户端发起建立连接的 SYN 请求报文后，服务端会发送 RST 报文给客户端，连接建立的过程就会被终止。

如果 TIME-WAIT 等待足够长的情况就会遇到两种情况：

服务端正常收到四次挥手的最后一个 ACK 报文，则服务端正常关闭连接。
服务端没有收到四次挥手的最后一个 ACK 报文时，则会重发 FIN 关闭连接报文并等待新的 ACK 报文。

所以客户端在 TIME-WAIT 状态等待 2MSL 时间后，就可以保证双方的连接都可以正常的关闭。
TIME_WAIT 过多有什么危害？
如果服务器有处于 TIME-WAIT 状态的 TCP ，则说明是由服务器方主动发起的断开请求。
过多的 TIME-WAIT 状态主要的危害有两种：

第一是内存资源占用；
第二是对端口资源的占用，一个 TCP 连接至少消耗一个本地端口；

第二个危害是会造成严重的后果的，要知道，端口资源也是有限的，一般可以开启的端口为 32768～61000 ，也可以通过如下参数设置指定：
net.ipv4.ip_local_port_range
如果服务端 TIME_WAIT 状态过多，占满了所有端口资源，则会导致无法创建新连接。
如何优化 TIME_WAIT？
这里给出优化 TIME-WAIT 的几个方式，都是有利有弊：

打开 net.ipv4.tcp_tw_reuse 和 net.ipv4.tcp_timestamps 选项；
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets
程序中使用 SO_LINGER，应用强制使用 RST 关闭。

方式一：net.ipv4.tcp_tw_reuse 和 tcp_timestamps
如下的 Linux 内核参数开启后，则可以复用处于 TIME_WAIT 的 socket 为新的连接所用。
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
使用这个选项，还有一个前提，需要打开对 TCP 时间戳的支持，即
net.ipv4.tcp_timestamps=1（默认即为 1）
这个时间戳的字段是在 TCP 头部的「选项」里，用于记录 TCP 发送方的当前时间戳和从对端接收到的最新时间戳。
由于引入了时间戳，我们在前面提到的 2MSL 问题就不复存在了，因为重复的数据包会因为时间戳过期被自然丢弃。
温馨提醒：net.ipv4.tcp_tw_reuse要慎用，因为使用了它就必然要打开时间戳的支持 net.ipv4.tcp_timestamps ，当客户端与服务端主机时间不同步时，客户端的发送的消息会被直接拒绝掉。小林在工作中就遇到过。。。排查了非常的久
方式二：net.ipv4.tcp_max_tw_buckets
这个值默认为 18000 ，当系统中处于 TIME_WAIT 的连接一旦超过这个值时，系统就会将所有的 TIME_WAIT 连接状态重置。
这个方法过于暴力，而且治标不治本，带来的问题远比解决的问题多，不推荐使用。
方式三：程序中使用 SO_LINGER
我们可以通过设置 socket 选项，来设置调用 close 关闭连接行为。
struct linger so_linger;so_linger.l_onoff = 1;so_linger.l_linger = 0;setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_LINGER, &so_linger,sizeof(so_linger));