TCP中的定时器

1、建立连接定时器(connection-establishment timer)

　　顾名思义，这个定时器是在建立连接的时候使用的，我们知道， TCP建立连接需要3次握手，如下图所示：

　　建立连接的过程中，在发送SYN时，会启动一个定时器(默认应该是3秒)，如果SYN包丢失了，那么3秒以后会重新发送SYN包的(当然还会启动一个新的定时器，设置成6秒超时)，当然也不会一直没完没了的发SYN包，在/proc/sys/net/ipv4/tcp_syn_retries 可以设置到底要重新发送几次SYN包。

2、重传定时器(retransmission timer)

　　重传定时器在TCP发送数据时设定，在计时器超时后没有收到返回的确认ACK，发送端就会重新发送队列中需要重传的报文段。使用RTO重传计时器一般有如下规则：

- 当TCP发送了位于发送队列最前端的报文段后就启动这个RTO计时器；　　
- 如果队列为空则停止计时器，否则重启计时器；
- 当计时器超时后，TCP会重传发送队列最前端的报文段；
- 当一个或者多个报文段被累计确认后，这个或者这些报文段会被清除出队列

　　重传计时器保证了接收端能够接收到丢失的报文段，继而保证了接收端交付给接收进程的数据始终的有序完整的。因为接收端永远不会把一个失序不完整的报文段交付给接收进程。

3、延迟应答定时器(delayed ACK timer)

　　延迟应答也被成为捎带ACK，这个定时器是在延迟应答的时候使用的。为什么要延迟应答呢？延迟应答是为了提高网络传输的效率。

　　举例说明，比如服务端收到客户端的数据后，不是立刻回ACK给客户端，而是等一段时间(一般最大200ms)，这样如果服务端要是有数据需要发给客户端，那么这个ACK就和服务端的数据一起发给客户端了，这样比立即回给客户端一个ACK节省了一个数据包。

4、坚持定时器(persist timer)

　　我们已经知道TCP通过让接收方指明希望从发送方接收的数据字节数（即窗口大小）来进行流量控制。如果窗口大小为 0会发生什么情况呢？这将有效地阻止发送方传送数据，直到窗口变为非0为止。接收端窗口变为非0后，就会发送一个确认ACK指明需要的报文段序号以及窗口大小。

　　如果这个确认ACK丢失了，则双方就有可能因为等待对方而使连接终止：接收方等待接收数据（因为它已经向发送方通告了一个非0的窗口），而发送方在等待允许它继续发送数据的窗口更新。为防止这种死锁情况的发生，发送方使用一个坚持定时器 (persist timer)来周期性地向接收方查询，以便发现窗口是否已增大。这些从发送方发出的报文段称为窗口探查 (window probe)。

5、保活定时器(keepalive timer)

　　在TCP连接建立的时候指定了SO_KEEPALIVE，保活定时器才会生效。如果客户端和服务端长时间没有数据交互，那么需要保活定时器来判断是否对端还活着，但是这个其实很不实用，因为默认是2小时没有数据交互才探测，时间实在是太长了。如果你真的要确认对端是否活着，那么应该自己实现心跳包，而不是依赖于这个保活定时器。

6、FIN_WAIT_2定时器(FIN_WAIT_2 timer)

　　主动关闭的一端调用完close以后（即发FIN给被动关闭的一端，并且收到其对FIN的确认ACK）则进入FIN_WAIT_2状态。如果这个时候因为网络突然断掉、被动关闭的一段宕机等原因，导致主动关闭的一端不能收到被动关闭的一端发来的FIN，主动关闭的一段总不能一直傻等着，占着资源不撒手吧？这个时候就需要FIN_WAIT_2定时器出马了，如果在该定时器超时的时候，还是没收到被动关闭一端发来的FIN，那么不好意思，不等了，直接释放这个链接。FIN_WAIT_2定时器的时间可以从/proc/sys/net/ipv4/tcp_fin_timeout中查看和设置。

7、TIME_WAIT定时器 (TIME_WAIT timer, 也叫2MSL timer)

　　TIME_WAIT是主动关闭连接的一端最后进入的状态，而不是直接变成CLOSED的状态，为什么呢？第一个原因是万一被动关闭的一端在超时时间内没有收到最后一个ACK，则会重发最后的FIN，2MSL（报文段最大生存时间）等待时间保证了重发的FIN会被主动关闭的一段收到且重新发送最后一个ACK；另外一个原因是在2MSL等待时间时，任何迟到的报文段会被接收并丢弃，防止老的TCP连接的包在新的TCP连接里面出现。不可避免的，在这个2MSL等待时间内，不会建立同样(源IP, 源端口，目的IP，目的端口)的连接。

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