一、TCP_TW概述

TCP_TW全稱為TCP Time Wait狀態，指的是一種TCP協議中的狀態，一般出現在TCP連接斷開的過程中。在一個TCP連接的關閉過程中，經過FIN、ACK、ACK的握手確認，最終由一方發送最后的ACK包，這個包在發送后需要等待一段時間后才能進入CLOSE狀態。這個等待時間就是TCP_TW狀態。

TCP_TW狀態主要的目的是確保確認方正確的接受了另外一方的FIN包，并在此時判斷一些延遲的重復數據包等問題。TCP_TW狀態的默認等待時間是2分鐘，這個時間可以通過修改操作系統的參數來進行設置。

二、TCP_TW狀態產生原因

TCP_TW狀態的主要原因是防止由于網絡原因，FIN包或者ACK包沒有到達對方。如果沒有進入TCP_TW狀態，那么就會立即回收socket和相關資源，這個時候FIN包到了接收方，接收方返回一個ACK包，但是由于sender已經釋放了相關資源，這個時候ACK就無處可去，接收方無法獲取到這個ACK，這就不只是一個連接的問題了，可能會導致鏈接資源耗盡等問題。

三、TCP_TW如何回收

TCP_TW狀態的回收是通過定時器來完成的。每當一個socket進入TCP_TW狀態時，系統就會開啟一個定時器，并等待固定時間，比如2分鐘。在這個時間內，如果接收到對方的ACK包，那么這個定時器就會被立即銷毀，并進入CLOSE狀態。

然而，在TCP_TW狀態下，如果由于ACK漏接或者其他原因，這個時間到了之后還沒有收到對方的ACK包，那么這個socket就需要被回收。如果這個socket處于端口共享狀態，那么socket實際上不會被立即回收，而是進入假CLOSE狀態。這個時候，TCP協議會重新分配一個隨機數seq，同時重置計時器，如果在一段時間之內，沒有收到對方發來的重復的ACK包，那么socket就會被徹底關閉。

四、TCP_TW狀態需要注意的問題

TCP_TW狀態實際上是一個非常重要的狀態，需要注意以下三個問題：

1. 系統中同時存在大量TCP_TW狀態的socket就會導致系統資源的壓力，可能會引導奔潰。為了避免這種情況，可以通過修改內核參數來限制TCP_TW狀態的數量。一般來說，建議將內核參數設置為6000左右。

2. 防止SYN等IP攻擊。攻擊者可以通過大量的SYN包來偽造TCP協議中的一個socket，從而放置于TCP_TW狀態。如果這種攻擊成功，系統的隊列資源將被占滿，無法被其他請求使用，系統就會崩潰。為了防止這個問題，可以在系統中添加過濾規則，阻止來自可疑IP地址的請求。

3. 在協議棧中，應用程序和內核之間的性能問題。每進入一個TCP_TW狀態，都意味著會在內核中創建一個資源對象，這個資源對象的使用可能會帶來一些性能問題。如果TCP_TW狀態對象過多，就有可能導致內存使用過高，而且更加影響網絡系統的性能。

五、TCP_TW狀態的代碼實現

#include 
#include 
#include 
#include 

int tcp_time_wait(struct sock *sk, int state, int timeo)
{
int flags = sk->sk_shutdown;
whitle (timeo) {
flags |= send_sigurg(sk->sk_socket, NULL);
release_sock(sk);

if (signal_pending(current))
goto ;

if (sk->sk_state != state)
goto ;

if (tcp_out_of_resources(sk, GFP_ATOMIC))
tcp_enter_memory_pressure(sk);

if (time_after(jiffies, timeo))
goto ;

set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
schedule_timeout(to_backoff(timeo));
set_current_state(TASK_RUNNING);

lock_sock(sk);
}

exit_reset:
if (TCP_SKB_CB(sk->sk_send_head)->when == 0)
TCP_SKB_CB(sk->sk_send_head)->when = tcp_time_stamp;

if (sk->sk_state != TCP_TIME_WAIT)
sk->sk_shutdown = flags|SEND_SHUTDOWN;

sk->sk_state = TCP_TIME_WAIT;
tcp_set_state(sk, TCP_TIME_WAIT);
tcp_time_wait(sk, timeo);

exit_ok:
release_sock(sk);
return 1;

exit_signal:
release_sock(sk);
return -EINTR;
}