TIME_WAIT

我们知道，tcp在关闭连接的时候主动关闭方在最后一个ack报文之后还需要等2MSL才能关闭连接。

原因：

1. 确保被动关闭方的正常关闭。在没有TIME_WAIT或者TIME_WAIT过短的情况下，如果最后一个ack报文在网络中丢失，被动关闭方可能永远也关闭不了这个tcp连接，但是有了TIME_WAIT状态之后，如果被动关闭方发送fin报文的timeout之后仍然没有收到ack，就会重传fin报文，此时主动关闭方因为还处于TIME_WAIT状态，还没有关闭连接，所以可以回应ack报文。
2. 确保本次连接的所有网络包都消失在网络中，防止对之后的有着相同四元组的连接造成干扰。如果本次连接关闭后，又有新建立的具有相同四元组的tcp连接，tcp/ip协议栈是区分不了哪一个报文属于老连接哪一个报文属于新连接的，2MSL足以保证网络中的所有老报文自然在网络中消失。

MSL

MSL, max segment lifetime, 最大报文生存时间

TTL，time to live，记录着该本文还能经过多少跳的路由，每经过一条路由，TTL就会减一，如果为0，则被抛弃

为什么TIME_WAIT是2MSL？ 这其实是一个经验之谈，也有不是2MSL的实现，例如RFC规定的MSL是2mins，但是linux实现是30seconds

也就是说，linux的TIME_WAIT默认是1min

TIME_WAIT过长的问题

1. 维持这一个连接占用端口
2. 维持这一个连接占用资源

跳过TIME_WAIT

linux下有两种方式跳过TIME_WAIT

1. net.ipv4.tcp_tw_reuse（连接发起方在调用 connect() 函数时，内核会随机找一个 time_wait 状态超过 1 秒的连接给新的连接复用）
2. net.ipv4.tcp_tw_recycle（允许处于 TIME_WAIT 状态的连接被快速回收）

这两个参数默认都是关闭的，启动这两个参数需要先启用net.ipv4.tcp_timestamps

net.ipv4.tcp_timestamps和PAWS 机制

tcp_timestamps 选项开启之后， PAWS 机制会自动开启，

目的：防止 TCP 包中的序列号发生绕回

方法：开启tcp报文首部的时间戳选项，有2个用处：

1. 精确计算RTT
2. 防止序列号回绕（PAWS）（序列号，32bits，如果到达4G是就会从0开始，有点循环队列的感觉）

net.ipv4.tcp_tw_reuse的问题

1. 被动关闭方在最后一个ack丢失的情况下不能正确关闭
2. PAWS不会阻止过期的RST报文，也就是说新的连接可能被老连接的延迟的RST报文干扰（历史 RST 报文可能会终止后面相同四元组的连接，因为 PAWS 检查到即使 RST 是过期的，也不会丢弃）
3. 只适用于连接发起方， 连接发起方在调用 connect() 函数时，内核会随机找一个 TIME_WAIT 状态超过 1 秒的连接给新的连接复用

net.ipv4.tcp_tw_recycle的问题

1. 被动关闭方在最后一个ack丢失的情况下不能正确关闭
2. 如果同时开启了 recycle 和 timestamps 选项，则会开启一种称之为「 per-host 的 PAWS 机制」，客户端在NAT的情况下，SYN包可能被丢弃（因为多个客户端在NAT下发送的tcp包具有相同的ip地址，但是tcp_timestamps却不是递增的，因为他们来自不同的客户端，服务端会丢弃不是递增的tcp包）
3. 在 Linux 4.12 版本后，直接取消了tcp_tw_recycle 这一参数。