知識社群Login
TCP TIME_WAIT的釋義
by 艾鍗學院, 2013-02-02 15:10, Views(1657)

TCP TIME_WAIT的釋義

在實務中, 許多情況下, 可能是Server Socket出現了問題, 勢必採取關閉原有的Sever Socket, 再隨即重新啟動新建的Server Socket. 但此刻會發生一個問題, 就是相隔時間過短, 在新建的Sever Socket進行bind()的程序時, 系統會出現一錯誤訊息"the address already in use".

照一般想法, Server Socket都已Close, 理應已釋放出該IP Address之資源, 怎會出現這個令人莫名的訊息呢??

關鍵在於TCP建立於多次的握手協定的基礎上, 以達到保證訊息傳遞的完整性.
由於TPC是全雙工傳輸, 換言之, 雙向的傳輸必須單獨進行關閉, 原則上主動請求關閉的一方A, 藉由發送FIN來請求終止這個方向的連接. 被動關閉的一方B, 收到FIN表示A-->B的方向已無資料進行傳送, 此時B-->A仍是可以進行資料傳送, 待B執行被動關閉.
簡言之, A欲進行關閉傳輸時, 必須通知B並確認, 而B欲進行關閉傳輸時, 也必須通知A並確認.



關閉連線:(如上圖所示)

(1) 當處於ESTABLISHED狀態時, TCP B欲主動關閉連線, 發送FIN至TCP A, 進入到FIN-WAIT-1狀態, 等待TCP A回應ACK, 表示等待確認TCP A得知TCP B要關閉連線

(2) 當TCP A收到TCP B的FIN時, 立即回應ACK給TCP B, 進入到CLOSE-WAIT狀態, 表示須等到應用程序沒有任何資料要傳送給TCP B, TCP A才決定關閉連線

(3) TCP B收到TCP A回應的ACK, 表示確認TCP A得知TCP B要關閉連線, 此刻等待TCP A發送FIN

(4) TCP A決定關閉連線, 發送FIN至TCP B, 進入到LAST-ACK狀態, 等待TCP B回應ACK, 表示等待確認TCP B得知TCP A要關閉連線

(5) TCP B收到TCP A的FIN後, 隨即回應ACK, 進入TIME_WAIT狀態, 表示TCP B得知TCP A要關閉連線, 且等待2MSL時間, 以防TCP A再次發送FIN

(6) TCP A收到TCP B回應的ACK後, 進入CLOSED狀態, 表示TCP A已確認TCP B已得知它要關閉連線, 才進行關閉連線

(7) TCP B等待2MSL時間, 才進入CLOSED狀態, 關閉連線, 並自連線表中移除

在上述的第(5),(7)點, 此刻TIME-WAIT的用意在於, 雖TCP B已確認TCP A要關閉連線, 且回應了ACK給TCP A, 但不保證TCP A會收到ACK, 一旦ACK遺漏, TCP A會再次發送FIN給TCP B, 再次進行確認, 所以TCP B須進入TIME-WAIT狀態, 等待2MSL時間, 預防TCP A會再次發送FIN, 進行連線關閉的確認


different states of a TCP connection:
LISTEN : awaiting a connection request from client (監聽客戶端的連線請求)
SYN-SENT : a SYN has been sent to server, and client is awaiting the ACK of SYN (發送SYN, 並等待服務端回應SYN的ACK)
SYN-RECEIVED : a SYN has been received from client, a SYN with ACK has been sent to client, and server is awaiting the ACK of SYN (接收客戶端的SYN, 另傳送SYN+ACK(SYN)給客戶端, 並等待客戶端回應SYN的ACK)
ESTABLISHED : the three-way handshake has been completed, and established the connection (完成握手協定, 並建立連線)
FIN-WAIT-1 : the local AP has issued a close. active TCP has sent a FIN to passive TCP, and is awaiting an ACK of FIN (主動端發出FIN至被動端, 並等待被動端回應FIN的ACK)
FIN-WAIT-2 : a previous FIN has been sent to passiveTCP, and received an ACK of FIN from passive TCP. active TCP is awaiting a FIN from the passive TCP (成功接收到先前傳送至被動端FIN的ACK, 此刻等待被動端傳送FIN)
CLOSE-WAIT : passive TCP has received a FIN from active TCP, and has sent an ACK of FIN to active TCP. passive TCP is awaiting a close request from remote AP before sending a FIN (被動端已接收主動端的FIN, 並傳送FIN的ACK至主動端, 此刻等待AP要求關閉連線)
LAST-ACK : previously a FIN has been received from active TCP, and an ACK of FIN has been sent to active TCP, and a FIN has been sent to active TCP. passive TCP is awaiting an ACK of FIN (先前收到主動端的FIN, 且傳送FIN的ACK給主動端, 另被動端傳送FIN給主動端, 此刻被動端等待主動端回應FIN的ACK)
TIME-WAIT : FINs have been received and ACK has been sent passive TCP. active TCP is waiting 2MSLs to remove the connection from the connection table (收到被動端的FIN, 並傳送ACK至被動端, 此刻主動端會等待2MSL的時間才將連線關閉)
CLOSED : a connection has been removed from the connection table (連線不存在於連線表)
資料來源:  http://low-understated.blogspot.tw/2009/03/tcp-timewait.html