TCP連線狀態詳解及TIME_WAIT過多的解決方法
上圖對排除和定位網路或系統故障時大有幫助，但是怎樣牢牢地將這張圖刻在腦中呢？那麼你就一定要對這張圖的每一個狀態，及轉換的過程有深刻地認識，不能只停留在一知半解之中。下面對這張圖的11種狀態詳細解釋一下，以便加強記憶！不過在這之前，先回顧一下TCP建立連線的三次握手過程，以及關閉連線的四次握手過程。
1、建立連線協議（三次握手）
（1）客戶端傳送一個帶SYN標誌的TCP報文到伺服器。這是三次握手過程中的報文1。
（2） 伺服器端迴應客戶端的，這是三次握手中的第2個報文，這個報文同時帶ACK標誌和SYN標誌。因此它表示對剛才客戶端SYN報文的迴應；同時又標誌SYN給客戶端，詢問客戶端是否準備好進行資料通訊。
（3） 客戶必須再次迴應服務段一個ACK報文，這是報文段3。
2、連線終止協議（四次握手）
由於TCP連線是全雙工的，因此每個方向都必須單獨進行關閉。這原則是當一方完成它的資料傳送任務後就能傳送一個FIN來終止這個方向的連線。收到一個 FIN只意味著這一方向上沒有資料流動，一個TCP連線在收到一個FIN後仍能傳送資料。首先進行關閉的一方將執行主動關閉，而另一方執行被動關閉。
（1） TCP客戶端傳送一個FIN，用來關閉客戶到伺服器的資料傳送（報文段4）。
（2） 伺服器收到這個FIN，它發回一個ACK，確認序號為收到的序號加1（報文段5）。和SYN一樣，一個FIN將佔用一個序號。
（3） 伺服器關閉客戶端的連線，傳送一個FIN給客戶端（報文段6）。
（4） 客戶段發回ACK報文確認，並將確認序號設定為收到序號加1（報文段7）。
CLOSED: 這個沒什麼好說的了，表示初始狀態。
LISTEN: 這個也是非常容易理解的一個狀態，表示伺服器端的某個SOCKET處於監聽狀態，可以接受連線了。
SYN_RCVD: 這個狀態表示接受到了SYN報文，在正常情況下，這個狀態是伺服器端的SOCKET在建立TCP連線時的三次握手會話過程中的一箇中間狀態，很短暫，基本上用netstat你是很難看到這種狀態的，除非你特意寫了一個客戶端測試程式，故意將三次TCP握手過程中最後一個ACK報文不予傳送。因此這種狀態時，當收到客戶端的ACK報文後，它會進入到ESTABLISHED狀態。
SYN_SENT: 這個狀態與SYN_RCVD遙想呼應，當客戶端SOCKET執行CONNECT連線時，它首先發送SYN報文，因此也隨即它會進入到了SYN_SENT狀態，並等待服務端的傳送三次握手中的第2個報文。SYN_SENT狀態表示客戶端已傳送SYN報文。
ESTABLISHED：這個容易理解了，表示連線已經建立了。
FIN_WAIT_1: 這個狀態要好好解釋一下，其實FIN_WAIT_1和FIN_WAIT_2狀態的真正含義都是表示等待對方的FIN報文。而這兩種狀態的區別是：FIN_WAIT_1狀態實際上是當SOCKET在ESTABLISHED狀態時，它想主動關閉連線，向對方傳送了FIN報文，此時該SOCKET即進入到FIN_WAIT_1狀態。而當對方迴應ACK報文後，則進入到FIN_WAIT_2狀態，當然在實際的正常情況下，無論對方何種情況下，都應該馬上回應ACK報文，所以FIN_WAIT_1狀態一般是比較難見到的，而FIN_WAIT_2狀態還有時常常可以用netstat看到。
FIN_WAIT_2：上面已經詳細解釋了這種狀態，實際上FIN_WAIT_2狀態下的SOCKET，表示半連線，也即有一方要求close連線，但另外還告訴對方，我暫時還有點資料需要傳送給你，稍後再關閉連線。
TIME_WAIT: 表示收到了對方的FIN報文，併發送出了ACK報文，就等2MSL後即可回到CLOSED可用狀態了。如果FIN_WAIT_1狀態下，收到了對方同時帶FIN標誌和ACK標誌的報文時，可以直接進入到TIME_WAIT狀態，而無須經過FIN_WAIT_2狀態。
注:MSL(最大分段生存期)指明TCP報文在Internet上最長生存時間,每個具體的TCP實現都必須選擇一個確定的MSL值.RFC 1122建議是2分鐘,但BSD傳統實現採用了30秒.TIME_WAIT 狀態最大保持時間是2 * MSL,也就是1-4分鐘.
CLOSING: 這種狀態比較特殊，實際情況中應該是很少見，屬於一種比較罕見的例外狀態。正常情況下，當你傳送FIN報文後，按理來說是應該先收到（或同時收到）對方的ACK報文，再收到對方的FIN報文。但是CLOSING狀態表示你傳送FIN報文後，並沒有收到對方的ACK報文，反而卻也收到了對方的FIN報文。什麼情況下會出現此種情況呢？其實細想一下，也不難得出結論：那就是如果雙方几乎在同時close一個SOCKET的話，那麼就出現了雙方同時傳送FIN報文的情況，也即會出現CLOSING狀態，表示雙方都正在關閉SOCKET連線。
CLOSE_WAIT: 這種狀態的含義其實是表示在等待關閉。怎麼理解呢？當對方close一個SOCKET後傳送FIN報文給自己，你係統毫無疑問地會迴應一個ACK報文給對方，此時則進入到CLOSE_WAIT狀態。接下來呢，實際上你真正需要考慮的事情是察看你是否還有資料傳送給對方，如果沒有的話，那麼你也就可以close這個SOCKET，傳送FIN報文給對方，也即關閉連線。所以你在CLOSE_WAIT狀態下，需要完成的事情是等待你去關閉連線。
LAST_ACK: 這個狀態還是比較容易好理解的，它是被動關閉一方在傳送FIN報文後，最後等待對方的ACK報文。當收到ACK報文後，也即可以進入到CLOSED可用狀態了。
最後有2個問題的回答，我自己分析後的結論（不一定保證100%正確）
1、 為什麼建立連線協議是三次握手，而關閉連線卻是四次握手呢？
這是因為服務端的LISTEN狀態下的SOCKET當收到SYN報文的建連請求後，它可以把ACK和SYN（ACK起應答作用，而SYN起同步作用）放在一個報文裡來發送。但關閉連線時，當收到對方的FIN報文通知時，它僅僅表示對方沒有資料傳送給你了；但未必你所有的資料都全部發送給對方了，所以你可以未必會馬上會關閉SOCKET,也即你可能還需要傳送一些資料給對方之後，再發送FIN報文給對方來表示你同意現在可以關閉連線了，所以它這裡的ACK報文和FIN報文多數情況下都是分開發送的。
2、 為什麼TIME_WAIT狀態還需要等2MSL後才能返回到CLOSED狀態？
這是因為：雖然雙方都同意關閉連線了，而且握手的4個報文也都協調和傳送完畢，按理可以直接回到CLOSED狀態（就好比從SYN_SEND狀態到ESTABLISH狀態那樣）；但是因為我們必須要假想網路是不可靠的，你無法保證你最後傳送的ACK報文會一定被對方收到，因此對方處於LAST_ACK狀態下的SOCKET可能會因為超時未收到ACK報文，而重發FIN報文，所以這個TIME_WAIT狀態的作用就是用來重發可能丟失的ACK報文，並保證於此。
檢視當前系統下所有連線狀態的數：
[[email protected] ~]#netstat -n|awk '/^tcp/{++S[$NF]}END{for (key in S) print key,S[key]}' TIME_WAIT 286 FIN_WAIT1 5 FIN_WAIT2 6 ESTABLISHED 269 SYN_RECV 5 CLOSING 1
如發現系統存在大量TIME_WAIT狀態的連線，通過調整核心引數解決：
編輯檔案/etc/sysctl.conf，加入以下內容：
net.ipv4.tcp_syncookies = 1 net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
然後執行 /sbin/sysctl -p 讓引數生效。
net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示開啟SYN Cookies。當出現SYN等待佇列溢位時，啟用cookies來處理，可防範少量SYN攻擊，預設為0，表示關閉；
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 表示開啟重用。允許將TIME-WAIT sockets重新用於新的TCP連線，預設為0，表示關閉；
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示開啟TCP連線中TIME-WAIT sockets的快速回收，預設為0，表示關閉。
net.ipv4.tcp_fin_timeout 修改系預設的 TIMEOUT 時間
其它引數說明：
net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示開啟SYN Cookies。當出現SYN等待佇列溢位時，啟用cookies來處理，可防範少量SYN攻擊，預設為0，表示關閉；
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 表示開啟重用。允許將TIME-WAIT sockets重新用於新的TCP連線，預設為0，表示關閉；
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示開啟TCP連線中TIME-WAIT sockets的快速回收，預設為0，表示關閉。
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30 表示如果套接字由本端要求關閉，這個引數決定了它保持在FIN-WAIT-2狀態的時間。
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200 表示當keepalive起用的時候，TCP傳送keepalive訊息的頻度。預設是2小時，改為20分鐘。
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000 表示用於向外連線的埠範圍。預設情況下很小：32768到61000，改為1024到65000。
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192 表示SYN佇列的長度，預設為1024，加大佇列長度為8192，可以容納更多等待連線的網路連線數。
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 5000 表示系統同時保持TIME_WAIT套接字的最大數量，如果超過這個數字，TIME_WAIT套接字將立刻被清除並列印警告資訊。
默 認為180000，改為5000。對於Apache、Nginx等伺服器，上幾行的引數可以很好地減少TIME_WAIT套接字數量，但是對於Squid，效果卻不大。此項引數可以控制TIME_WAIT套接字的最大數量，避免Squid伺服器被大量的TIME_WAIT套接字拖死。
注:
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
設定這兩個引數： reuse是表示是否允許重新應用處於TIME-WAIT狀態的socket用於新的TCP連線； recyse是加速TIME-WAIT sockets回收
來源及參考：
http://bbs.linuxtone.org/thread-853-1-1.html
http://hi.baidu.com/tim_bi/blog/item/35b005d784ca91d5a044df1d.html
http://apps.hi.baidu.com/share/detail/34009128