【tcp】断连方主动断开连接，tcp连接进入TIME-WAIT状

作者: Bogon | 来源:发表于2024-04-17 21:13 被阅读0次

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TCP连接释放−四次挥手

image.png

第一次挥手：客户端发送连接释放报文，并且停止发送数据；
第二次挥手：服务器收到连接释放报文，发回确认报文，客户端向服务器的方向就释放了，此时处于半关闭状态。一个FIN占用一个序号；
第三次挥手：服务器将最后的数据发送完毕后,向客户端发送连接释放报文；
第四次挥手：客户端收到服务器的连接释放报文后，必须发出确认，然后服务器只要收到了客户端发出的确认，关闭连接，完成四次挥手。

为什么是四次挥手?
关闭连接时，当收到对方的FIN报文通知时，它仅仅表示对方没有数据发给你了，但未必你所有的数据全都发送给对方了，所以有可能你还需要发送一些数据给对方，然后再发送FIN报文给对方来表示你同意现在可以关闭连接了，所以ACK报文和FIN多数情况下是分开发送的。

四次挥手后有个TIME_WAIT，为什么需要TIME_WAIT？
-主动发起连接关闭的一方再发送最后一个ACK后进入TIME_WAIT状态等待2MSL时间后回到初始状态（closed）

等待2MSL是为了确保最后一次发送的ACK被对方接收。

image.png

服务端停止服务，主动断开tcp连接是否需要进入TIME-WAIT状态？

当服务端主动断开TCP连接时，它会发送一个FIN（结束）消息给客户端，然后进入TIME-WAIT状态。
在TIME-WAIT状态中，服务端等待一段时间以确保客户端已经收到了它发送的FIN消息的确认，并且确保在网络中所有的数据包都已经被丢弃。
这个等待时间通常为2倍的最大报文段生命周期（2MSL，Maximum Segment Lifetime），通常为几分钟到几分钟。在这个等待时间内，服务端的端口将不可用，以防止旧的重复数据包被新的连接误解。

进入TIME-WAIT状态的目的是为了确保网络中的所有数据包都已经被清除，从而避免新的连接错误地处理之前连接的残留数据。此外，TIME-WAIT状态还允许以前的连接的最后一些数据包在网络中自然过期，而不会影响到新的连接。

为什么测试停掉httpd服务，没有发现它跟客户端之前的tcp连接进入TIME-WAIT 状态？

# systemctl stop httpd

在一般情况下，无论是客户端还是服务端主动断开TCP连接，都会经历TIME-WAIT状态。
TIME-WAIT状态的存在是为了确保连接的可靠关闭，防止之前的数据包在网络中滞留导致混乱。
在TIME-WAIT状态下，系统等待一段时间（通常是2MSL）确保对端收到了连接关闭的通知，然后才会完全关闭连接并释放资源。
如果服务端停止服务后不进入TIME-WAIT状态，可能会导致一些问题，比如可能会造成之前的连接状态混乱，影响网络稳定性和安全性。因此，通常情况下，主动断开TCP连接都会经历TIME-WAIT状态。

当HTTP服务器（如httpd）停止服务时，它会关闭所有当前打开的连接。
在这种情况下，HTTP服务器是通过发送FIN来关闭TCP连接的，然后它的端口会立即变为可用状态，而不会进入TIME-WAIT状态。这是因为在服务器主动关闭连接时，它已经完成了所有必要的步骤，确保数据的正常传输和连接的关闭。因此，TIME-WAIT状态通常不会出现在服务器主动关闭连接的情况下。

TIME-WAIT状态通常是在客户端主动关闭连接时出现的，以确保服务器端正确处理连接的关闭，同时避免旧连接的数据包与新连接混淆。

为什么客户端主动断开tcp连接需要进入TIME-WAIT状态？

客户端在主动断开TCP连接后需要进入TIME-WAIT状态是为了确保连接的可靠性和完整性。TIME-WAIT状态是TCP协议设计的一种机制，用于处理网络中可能存在的延迟、重传、乱序等问题，以确保数据能够正确传输完毕。

在客户端主动断开TCP连接的情况下，客户端发送一个FIN包给服务端，表示要关闭连接。服务端接收到FIN包后会发送一个ACK包给客户端，确认收到了关闭请求。此时客户端进入TIME-WAIT状态，等待一段时间后才会关闭连接。

客户端进入TIME-WAIT状态的主要作用有以下几点：

确保服务端收到了客户端的关闭请求，避免数据丢失或重传的情况。
等待一段时间，确保网络中所有的数据包都能够传输完毕，避免数据乱序或延迟带来的问题。
防止之前连接的残留数据影响新连接的建立。

虽然TIME-WAIT状态会占用一定的资源和连接建立时间，但这是为了保证数据传输的完整性和可靠性，从而提高网络通信的质量。

80 端口已被处于TIME-WAIT状态的tcp连接占用了，为什么服务还可以 LISTEN 在80端口上？

# ss -tan | grep 80
LISTEN     0      511       [::]:80                    [::]:*
TIME-WAIT  0      0         [::ffff:10.23.65.44]:80                  [::ffff:38.207.136.80]:56260
TIME-WAIT  0      0         [::ffff:10.23.65.44]:80                  [::ffff:38.207.136.80]:55831
TIME-WAIT  0      0         [::ffff:10.23.65.44]:80                 [::ffff:38.207.137.254]:62792
TIME-WAIT  0      0         [::ffff:10.23.65.44]:80                 [::ffff:38.207.137.254]:62652
TIME-WAIT  0      0         [::ffff:10.23.65.44]:80                 [::ffff:38.207.137.254]:27801

# systemctl restart httpd

在你提供的输出中，可以看到一些TCP连接处于TIME-WAIT状态，而端口80仍然处于LISTEN状态。这种情况是可能的，因为TIME-WAIT状态是针对已经关闭的连接的，而LISTEN状态是用于等待新连接的状态。

TIME-WAIT状态的连接不会阻止端口处于LISTEN状态。
LISTEN状态表示服务器正在监听新的连接请求，并且可以接受新的连接，即使存在一些先前的连接处于TIME-WAIT状态，服务器仍然可以继续监听并接受新的连接请求。
因此，端口80仍然处于LISTEN状态，可以接受新的连接，即使存在一些旧的连接处于TIME-WAIT状态。

MSL和TTL的关系

MSL 是 Maximum Segment Lifetime，报文最大生存时间，它是任何报文在网络上存在的最长时间，超过这个时间报文将被丢弃。
因为 TCP 报文基于是 IP 协议的，而 IP 头中有一个 TTL 字段，是 IP 数据报可以经过的最大路由数，每经过一个处理他的路由器此值就减 1，当此值为 0 则数据报将被丢弃，同时发送 ICMP 报文通知源主机。

MSL 与 TTL 的区别： MSL 的单位是时间，而 TTL 是经过路由跳数。所以 MSL 应该要大于等于 TTL 消耗为 0 的时间，以确保报文已被自然消亡。

TTL 的值一般是 64，Linux 将 MSL 设置为 30 秒，意味着 Linux 认为数据报文经过 64 个路由器的时间不会超过 30 秒，如果超过了，就认为报文已经消失在网络中了。