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tcp链路详解及出现大量TIME_WAIT链路的处理方法

tcp链路详解及出现大量TIME_WAIT链路的处理方法

作者: 寄居他乡 | 来源:发表于2019-07-24 11:06 被阅读0次

    通常情况下:一个正常的TCP连接,都会有三个阶段:1、TCP三次握手;2、数据传送;3、TCP四次挥手

    注:以下说明最好能结合”图:TCP的状态机”来理解。

    SYN: (同步序列编号,Synchronize Sequence Numbers)该标志仅在三次握手建立TCP连接时有效。表示一个新的TCP连接请求。

    ACK: (确认编号,Acknowledgement Number)是对TCP请求的确认标志,同时提示对端系统已经成功接收所有数据。

    FIN: (结束标志,FINish)用来结束一个TCP回话.但对应端口仍处于开放状态,准备接收后续数据。

    1)、LISTEN:首先服务端需要打开一个socket进行监听,状态为LISTEN. /* The socket is listening for incoming connections. 侦听来自远方TCP端口的连接请求 /
    2)、SYN_SENT:客户端通过应用程序调用connect进行active open.于是客户端tcp发送一个SYN以请求建立一个连接.之后状态置为SYN_SENT.
    /
    The socket is actively attempting to establish a connection. 在发送连接请求后等待匹配的连接请求 */

    3)、SYN_RECV:服务端应发出ACK确认客户端的SYN,同时自己向客户端发送一个SYN. 之后状态置为SYN_RECV /* A connection request has been received from the network.
    在收到和发送一个连接请求后等待对连接请求的确认 */

    4)、ESTABLISHED: 代表一个打开的连接,双方可以进行或已经在数据交互了。/* The socket has an established connection. 代表一个打开的连接,数据可以传送给用户 */

    5)、FIN_WAIT1:主动关闭(active close)端应用程序调用close,于是其TCP发出FIN请求主动关闭连接,之后进入FIN_WAIT1状态./* The socket is closed, and the connection is shutting down.
    等待远程TCP的连接中断请求,或先前的连接中断请求的确认 */

    6)、CLOSE_WAIT:被动关闭(passive close)端TCP接到FIN后,就发出ACK以回应FIN请求(它的接收也作为文件结束符传递给上层应用程序),并进入CLOSE_WAIT.
    /* The remote end has shut down, waiting for the socket to close. 等待从本地用户发来的连接中断请求 */

    7)、FIN_WAIT2:主动关闭端接到ACK后,就进入了FIN-WAIT-2 ./* Connection is closed, and the socket is waiting for a shutdown from the remote end. 从远程TCP等待连接中断请求 */

    8)、LAST_ACK:被动关闭端一段时间后,接收到文件结束符的应用程序将调用CLOSE关闭连接。这导致它的TCP也发送一个 FIN,等待对方的ACK.就进入了LAST-ACK .
    /* The remote end has shut down, and the socket is closed. Waiting for acknowledgement. 等待原来发向远程TCP的连接中断请求的确认 */

    9)、TIME_WAIT:在主动关闭端接收到FIN后,TCP就发送ACK包,并进入TIME-WAIT状态。/* The socket is waiting after close to handle packets still in the network.
    等待足够的时间以确保远程TCP接收到连接中断请求的确认 */

    10)、CLOSING: 比较少见./* Both sockets are shut down but we still don’t have all our data sent. 等待远程TCP对连接中断的确认 */

    11)、CLOSED: 被动关闭端在接受到ACK包后,就进入了closed的状态。连接结束./* The socket is not being used. 没有任何连接状态 */
    TIME_WAIT状态的形成只发生在主动关闭连接的一方。
    主动关闭方在接收到被动关闭方的FIN请求后,发送成功给对方一个ACK后,将自己的状态由FIN_WAIT2修改为TIME_WAIT,而必须再等2倍 的MSL(Maximum Segment Lifetime,
    MSL是一个数据报在internetwork中能存在的时间)时间之后双方才能把状态 都改为CLOSED以关闭连接。目前RHEL里保持TIME_WAIT状态的时间为60秒。

    当然上述很多TCP状态在系统里都有对应的解释或设置,可见man tcp
    

    二、关于长连接和短连接:
    通俗点讲:短连接就是一次TCP请求得到结果后,连接马上结束.而长连接并不马上断开,而一直保持着,直到长连接TIMEOUT(具体程序都有相关参数说明).长连接可以避免不断的进行TCP三次握手和四次挥手.
    长连接(keepalive)是需要靠双方不断的发送探测包来维持的,keepalive期间服务端和客户端的TCP连接状态是ESTABLISHED. 目前http 1.1版本里默认都是keepalive(1.0版本默认是不keepalive的),ie6/7/8和firefox都默认用的是http 1.1版本了(如何查看当前浏览器用的是哪个版本,这里不再赘述)。Apache,java

    一个应用至于到底是该使用短连接还是长连接,应该视具体情况而定。一般的应用应该使用长连接。

    查询服务器的tcp链路状态
    netstat -n | awk '/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print a, S[a]}'

    如发现系统存在大量TIME_WAIT状态的连接,通过调整内核参数解决,
    vi /etc/sysctl.conf
    编辑文件,加入以下内容:
    net.ipv4.tcp_syncookies = 1
    net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
    net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
    net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
    然后执行 /sbin/sysctl -p 让参数生效。

    net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示开启SYN cookies。当出现SYN等待队列溢出时,启用cookies来处理,可防范少量SYN攻击,默认为0,表示关闭;

    net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接,默认为0,表示关闭;

    net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收,默认为0,表示关闭。

    net.ipv4.tcp_fin_timeout 修改系統默认的 TIMEOUT 时间

    下面附上TIME_WAIT状态的意义:

    客户端与服务器端建立TCP/IP连接后关闭SOCKET后,服务器端连接的端口

    状态为TIME_WAIT

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