从TCP四次挥手状态变迁中我们可以知道，主动断开方收到被动断开方的FIN+ACK之后，会进入TIME_WAIT状态。所以首先需要搞清楚TIME_WAIT状态出现于主动断开的一方。这里不讲客户端与服务端，因为主动断开方在客户端或者服务端都有可能。特别是如果一个服务器是作为反向代理，那么反向代理服务器面对上游服务器就是客户端的角色。还有一个情况就是例如http/1.1长连接的时候，客户端在超时时间内没有新的数据发送，那么服务器会主动挂断这个连接，在服务器上就会出现TIME_WAIT状态。
TIME_WAIT状态主要是为了解决：
1、主动断开方需要最后回复被动断开方一个ACK，这个ACK可能会丢失，需要重传。被动断开方在没收到ACK又达到了RTO之后会重新发送FIN+ACK，如果此时主动断开方直接断开连接，那么被动断开方就收不到这个FIN+ACK的ACK了。
2、如果没有TIME_WAIT状态，那么主动断开方的端口会释放出来，就有可能会被立即提供给另一个连接使用，这个时候如果被动断开方之前发送的还在网络中的包到达的时候，如果sequence number恰好对上了，这个时候会对新的连接造成错乱。
TIME_WAIT状态需要经过2MSL会消失。MSL 是 Maximum Segment Lifetime，报文最大生存时间，我的Linux经测试一个MSL是30s，也就是需要经过60s，TIME_WAIT状态消失。
TIME_WAIT状态过多的问题：
1、首先主动断开方的这个端口无法使用，需要等待TIME_WAIT状态结束后才能使用此端口发起新的连接。所以在一个非常繁忙的服务器上，端口也是一个非常紧张的资源。
2、建立tcp连接的双方会维护TCB（Transmission Control Block）用于保存连接使用的源端口、目的端口、目的 ip、序号、 应答序号、对方窗口大小、己方窗口大小、tcp 状态、tcp 输入/输出队列、应用层输出队列、tcp 的重传有关变量等，TCB占用的内存也不能释放，所以大量TIME_WAIT状态会占据大量内存。
搞明白TIME_WAIT出现原因，可以看出，解决TIME_WAIT状态过多的首要方法就是避免服务器频繁主动断开连接。
nginx作为http七层反向代理的时候，与上游服务器建立连接的时候充当客户端的角色，那么如果配置不当，在nginx服务器上会出现大量的TIME_WAIT状态
最常见的情况，nginx与上游的连接是短连接，那么处理完一个请求就要重新建立连接，之前建立好的连接就会被nginx主动挂断，这个连接会进入TIME_WAIT状态。在当前nginx默认与上游建立连接还是http/1.0，在与上游建立连接的时候Connection头部传递的是close，这种情况情况首先都要避免。
解决这个问题的办法就是在proxy_pass 的时候指定connection头部和http协议版本:
1、proxy_http_version 1.1; #指定使用http/1.1协议发起请求
2、proxy_set_header Connection “”; #默认的Connection头部传递的是close，这里置空，就是keep-alive
这个时候就已经解决了与上游服务器建立短连接的问题。
其次，nginx默认与上游服务器之间的每个连接中传输超过100个请求之后，就会断开这个连接。配置指令是keepalive_requests，那么可以适当调高这个值，使得每个连接上多传输一些请求。
| Syntax: | keepalive_requests number; |
| Default: | keepalive_requests 100; |
| Context: | upstream |
还有一个，nginx在upstream的context中提供了keepalive指令，用于指定单个worker进程在缓存中保存的空闲连接的最大个数，用于什么场景呢？个人测试了一下是nginx与上游服务器建立的连接在空闲的时候不会立即挂断，而是会保留一段时间。以便接下来的请求使用减少频繁建立连接的开销。
| Syntax: | keepalive connections; |
|---|---|
| Default: | — |
| Context: | upstream |
keepalive_timeout用于控制这个空闲连接保持的最长时间，默认是60s，也就是60s之后再没有新请求到达，就会关闭这个连接
| Syntax: | keepalive_timeout timeout; |
| Default: | keepalive_timeout 60s; |
| Context: | upstream |
除此之外，Linux内核还提供了一些参数用于对处于TIME_WAIT端口的复用，例如net.ipv4.tcp_tw_reuse=1表示Linux作为客户端的时候可以复用处于TIME_WAIT状态的端口，这个参数要打开TCP timestamp选项net.ipv4.tcp_timestamps = 1，也就是客户端复用了处于TIME_WAIT状态的端口之后，如果之前连接上有后续的报文到来，因为timestamp小于新建连接的SYN状态的timestamp，就可以知道这个报文不是新建连接的，会向对端发送RST报文予以回复。
同时，我们可以增大TIME_WAIT状态的数量，通过net.ipv4.tcp_max_tw_buckets来指定，超过这个数量将直接关闭连接。但是要注意，我们首先要搞清楚服务器上是否存在大量短连接，为什么服务器上会频繁主动断开才是分析和解决TIME_WAIT状态的关键，其次才是根据服务器上的硬件配置适当调大这个值。