time_wait与close_wait

为什么要有TIME_WAIT呢?

1.可靠地实现TCP全双工连接的终止。
A发送FIN到B,B收到FIN后发送ACK到A,然后再发送FIN到A,A最后发送ACK到B,之后进入到TIME_WAIT状态。如果A到B的ACK丢失了,B没有接到会怎样?这个时候A处于TIME_WAIT状态,B没有接到ACK将会重新发送FIN,然后A重新发送ACK。
2.使得老的重复分节在网络中消逝。
假设在IP1的端口1和IP2的端口2之间有一个TCP连接,我们关闭这个连接,过一会儿重连这个连接。需要知道的是TCP不允许已关闭连接的重复分节再出现,所以需要TIME_WAIT,使得这些重复分节彻底消逝。(TCP中是可靠的服务,当数据包丢失会重传,当有数据包迷路的情况下,如果不等待2MSL时,当客户端以同样地方式重新和服务建立连接后,上一次迷路的数据包这时可能会到达服务,这时会造成旧包被重新读取)

image.png

close_wait

close_wait产生的原因是当某一端发送FIN,本端接收到就进入close_wait状态,直到本端发送FIN。
所以说time_wait是主动关闭的一方会经历的状态,close_wait是被动关闭一方会经历的状态。

什么情况下会产生大量的close_wait呢?

当服务器端fork许多子进程,在这些子进程中接收/发送,父进程一直监听新的连接,sockfd套接字计数就会很大,如果客户端发送FIN过来,服务器端子进程调用close使sockfd引用计数减1(没有发送FIN给客户端),但是不会关闭这个套接字,这个时候就进入了close_wait状态。
或者是
对方发送FIN,我方忙于读或者写,没有关闭连接。

如何避免time_wait?

使用SO_REUSEADDR选项,
setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (const voidvoid )&opt, sizeof(opt));
SO_REUSEADDR允许启动一个监听服务器并捆绑其众所周知的端口,即使以前建立的将该端口用作他们的本地端口的连接仍存在。也就是说
允许某一个端口复用。*

如何避免close_wait?

主要思想是判断对方是否关闭了这个套接字。

方法1:使用SO_KEEPALIVE套接字选项。
1、client端连接正常,返回一个ACK.server端收到ACK后重置计时器,在2小时后在发送探测.如果2小时内连接上有数据传输,那么在该时间的基础上向后推延2小时发送探测包;
2、客户端异常关闭,或网络断开。client无响应,server收不到ACK,在一定时间(75秒)后重发keepalive packet, 并且重发一定次数(9次);
3、客户端曾经崩溃,但已经重启.server收到的探测响应是一个RST,server端终止连接。

方法2:我们也可以自己写一个发送心跳包的线程,定期发送心跳包,如果对方关闭了套接字,则我们会收到RST。

如果服务器出了异常,百分之八九十都是下面两种情况:

1.服务器保持了大量TIME_WAIT状态
2.服务器保持了大量CLOSE_WAIT状态
查看当前状态的命令: netstat -nat

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