TIME_WAIT状态下对接收到的数据包如何处理
1、保证TCP连接关闭的可靠性。如果最终发送的ACK丢失，被动关闭的一端会重传最终的FIN包，如果执行主动关闭的一端没有维护这个连接的状态信息，会发送RST包响应，导致连接不正常关闭。
2、允许老的重复分组在网络中消逝。假设在一个连接关闭后，发起建立连接的一端（客户端）立即重用原来的端口、IP地址和服务端建立新的连接。老的连接上的分组可能在新的连接建立后到达服务端，TCP必须防止来自某个连接的老的重复分组在连接终止后再现，从而被误解为同一个连接的化身。要实现这种功能，TCP不能给处于TIME_WAIT状态的连接启动新的连接。TIME_WAIT的持续时间是2MSL，保证在建立新的连接之前老的重复分组在网络中消逝。这个规则有一个例外：如果到达的SYN的序列号大于前一个连接的结束序列号，源自Berkeley的实现将给当前处于TIME_WAIT状态的连接启动新的化身。
最初在看《Unix网络编程》 的时候看到这个状态，但是在项目中发现对这个状态的理解有误，特别是第二个理由。原本认为在TIME_WAIT状态下肯定不会再使用相同的五元组（协议类型，源目的IP、源目的端口号）建立一个新的连接，看书还是不认真啊！为了加深理解，决定结合内核代码，好好来看下内核在TIME_WAIT状态下的处理。其实TIME_WAIT存在的第二个原因的解释更多的是从被动关闭一方的角度来说明的。如果是执行主动关闭的是客户端，客户端户进入TIME_WAIT状态，假设客户端重用端口号来和服务器建立连接，内核会不会允许客户端来建立连接？内核如何来处理这种情况？书本中不会对这些点讲的那么详细，要从内核源码中来找答案。
我们先来看服务器段进入TIME_WAIT后内核的处理，即服务器主动关闭连接。TCP层的接收函数是tcp_v4_rcv()，和TIME_WAIT状态相关的主要代码如下所示：
[cpp]
int tcp_v4_rcv(struct sk_buff *skb)
{
......
sk = __inet_lookup_skb(&tcp_hashinfo, skb, th->source, th->dest);
if (!sk)
goto no_tcp_socket;
process:
if (sk->sk_state == TCP_TIME_WAIT)
goto do_time_wait;
......
discard_it:
/* Discard frame. */
kfree_skb(skb);
return 0;
......
do_time_wait:
......
switch (tcp_timewait_state_process(inet_twsk(sk), skb, th)) {
case TCP_TW_SYN: {
struct sock *sk2 = inet_lookup_listener(dev_net(skb->dev),
&tcp_hashinfo,
iph->daddr, th->dest,
inet_iif(skb));
if (sk2) {
inet_twsk_deschedule(inet_twsk(sk), &tcp_death_row);
inet_twsk_put(inet_twsk(sk));
sk = sk2;
goto process;
}
/* Fall through to ACK */
}
case TCP_TW_ACK:
tcp_v4_timewait_ack(sk, skb);
break;
case TCP_TW_RST:
goto no_tcp_socket;
case TCP_TW_SUCCESS:;
}
goto discard_it;
}
int tcp_v4_rcv(struct sk_buff *skb)
{
......
sk = __inet_lookup_skb(&tcp_hashinfo, skb, th->source, th->dest);
if (!sk)
goto no_tcp_socket;
process:
if (sk->sk_state == TCP_TIME_WAIT)
goto do_time_wait;
......
discard_it:
/* Discard frame. */
kfree_skb(skb);
return 0;
......
do_time_wait:
......
switch (tcp_timewait_state_process(inet_twsk(sk), skb, th)) {
case TCP_TW_SYN: {
struct sock *sk2 = inet_lookup_listener(dev_net(skb->dev),
&tcp_hashinfo,
iph->daddr, th->dest,
inet_iif(skb));
if (sk2) {
inet_twsk_deschedule(inet_twsk(sk), &tcp_death_row);
inet_twsk_put(inet_twsk(sk));
sk = sk2;
goto process;
}
/* Fall through to ACK */
}
case TCP_TW_ACK:
tcp_v4_timewait_ack(sk, skb);
break;
case TCP_TW_RST:
goto no_tcp_socket;
case TCP_TW_SUCCESS:;
}
goto discard_it;
} 接收到SKb包后，会调用__inet_lookup_skb()查找对应的sock结构。如果套接字状态是TIME_WAIT状态，会跳转到do_time_wait标签处处理。从代码中可以看到，主要由tcp_timewait_state_process()函数来处理SKB包，处理后根据返回值来做相应的处理。
在看tcp_timewait_state_process()函数中的处理之前，需要先看一看不同的返回值会对应什么样的处理。
如果返回值是TCP_TW_SYN，则说明接收到的是一个“合法”的SYN包（也就是说这个SYN包可以接受），这时会首先查找内核中是否有对应的监听套接字，如果存在相应的监听套接字，则会释放TIME_WAIT状态的传输控制结构，跳转到process处开始处理，开始建立一个新的连接。如果没有找到监听套接字会执行到TCP_TW_ACK分支。
如果返回值是TCP_TW_ACK，则会调用tcp_v4_timewait_ack()发送ACK，然后跳转到discard_it标签处，丢掉数据包。
如果返回值是TCP_TW_RST，则会调用tcp_v4_send_reset()给对端发送RST包，然后丢掉数据包。
如果返回值是TCP_TW_SUCCESS，则会直接丢掉数据包。
接下来我们通过tcp_timewait_state_process()函数来看TIME_WAIT状态下的数据包处理。
