为什么TIME_WAIT状态需要长2MSL？

Question

在TCP连接中，执行活动关闭的结束需要在2MSL时间内保持TIME_WAIT状态。为什么它必须是2MSL？许多人说一个MSL用于最终ACK，另一个MSL用于重传FIN。但是，FIN的RTO比MSL短，并且FIN不需要等待MSL重传。所以，他们的解释对我来说没有意义。任何人都可以提供一个特定的例子，说明在此期间如何交换段吗？

Answer 1

我也有同样的问题。我想到了一个假设 在极端情况下，假设来自客户端的最后一个ACK花费MSL到达服务器端。此时，终点认为由于MSL超时，此ACK已经消失。所以服务器端立即重新发送FIN。为了确保FIN能够到达客户端（或者如果没有，我们必须确保其消失），我们必须有另一个MSL。

Answer 2

让我们回顾一下过程

1. A FIN B
2. B ACK A
3. B FI A
4. A ACK B

经过4个步骤，A现在处于TIME_WAIT阶段，而B处于LASK_ACK。

如果步骤4（A ACK B）丢失了怎么办？

B将为第4步等待1个MSL，但未能获得它，因此B重做第3步，而第3步将花费1个MSL到达A。因此，A必须等待2个MSL才能获得优美的波goodbyte

但是还有另一个问题，如果步骤4再次丢失怎么办？ ：）

Answer 3

图1. TCP连接的数据包交换。

为什么TIME_WAIT状态存在？
《 UNIX网络编程（第1卷，第3卷）》这本书给出了答案：

TIME_WAIT状态有两个原因：

1. 可靠地实现TCP的全双工连接终止
2. 要允许旧的重复段在网络中过期

我认为这也是这个问题的答案（为什么TIME_WAIT状态必须为2MSL长？）

首先查看原因1。为了可靠地终止全双工连接，假设丢失了图1中客户端发送的最后一个ACK，并且服务器将重新传输FIN。为了接收此超时并重新传输FIN，客户端需要TIME_WAIT状态； TIME_WAIT状态必须为2MSL吗？实际上，这取决于服务器端FIN超时重传时间RTO。如果RTO小于MSL，则TIME_WAIT状态为MSL就足够了。如果RTO大于2MSL，则TIME_WAIT状态2MSL是不够的，因此仅当RTO在MSL和2MSL之间时，存在TIME_WAIT状态的原因1是TIME_WAIT的时间为2MSL的原因。实际上，通常，RTO比MSL小得多，但是考虑到最坏的情况，RTO为2MSL，因此TIME_WAIT状态为2MSL，以确保最坏的情况也可以接收随时间重传的FIN。

TIME_WAIT的时间是2MSL的另一个重要原因。原因2，为了确保在此连接期间生成的所有数据包均从网络中消失，即，确保在建立新的TCP连接时，来自该连接的旧重复数据包已从网络中消失。 。这里的某些人可能会有一个问题：客户端回复上一个ACK后，感觉所有数据包都可以通过一个MSL消失。为什么所有2MSL数据包都消失了？原因是：
假设客户端在一个MSL时间后立即发送ACK，并且服务器在接收到ACK之前随时间开始重新传输FIN，因此，如果FIN消失，则需要2MSL。

Answer 4

TIME-WAIT的目的是防止后来连接接受来自一个连接的延迟数据包。它可能发生在：

1. 从（地址a，端口p）到（地址b，端口q）的连接终止
2. 建立从（地址a，端口p）到（地址b，端口q）的第二个连接
3. 来自第一个连接的重复数据包在网络中被延迟，并在其序列号位于第二个连接的窗口中时到达第二个连接。

在这种情况下，endponts无法识别以识别数据包所属的连接。

Answer 5

Tcp必须防止某个连接中的旧副本在以后重新出现，并被误认为属于新的相同连接。为此，Tcp将不会启动当前处于TIME_WAIT状态的新连接。

TIME_WAIT状态是MSL的两倍，这使一个方向上的数据包丢失了MSL秒，而丢失了答复的另一个MSL秒。

Answer 6

存在TIME-WAIT状态和2SML计时器的两个原因：

1. 如果最后一个ACK段丢失，则为最后一个FIN（完成）位设置计时器的服务器TCP会假定其FIN丢失并重新发送。如果客户端进入CLOSED状态并在2MSL计时器到期之前关闭连接，则它将永远不会收到此已重发的FIN段，因此服务器将永远不会收到最终的ACK。服务器无法关闭连接。 2MSL计时器使客户端等待足够长的时间，以使ACK丢失（一个SML）和FIN到达（另一个SML）。如果在TIME-WAIT状态期间有新的FIN到达，则客户端发送新的ACK并重新启动2SML计时器。

2. 来自一个连接的重复段可能会出现在下一个连接中。假定客户端和服务器已关闭连接。短暂的时间后，他们使用相同的套接字地址（相同的源IP地址和目标IP地址以及相同的源端口和目标端口号）打开连接。如果两个连接之间没有足够的时间，则先前连接的重复段可能会到达此新连接，并被解释为属于新连接。为了防止出现此问题，TCP要求除非经过2MSL的时间量，否则化身就不会发生。