• TCP连接状态分析:SYNC_RECV,CLOSE_WAIT,TIME_WAIT


    netstat -n | awk '/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print a, S[a]}' 

    结果:

    wps_clip_image-20251

    除了ESTABLISHED,可以看到连接数比较多的几个状态是:FIN_WAIT1, TIME_WAIT, CLOSE_WAIT, SYN_RECVLAST_ACK;下面的文章就这几个状态的产生条件、对系统的影响以及处理方式进行简单描述。

    TCP状态

    TCP状态如下图所示:

    wps_clip_image-343

    可能有点眼花缭乱?再看看这个时序图

    wps_clip_image-10255

    下面看下大家一般比较关心的三种TCP状态

    SYN_RECV

    服务端收到建立连接的SYN没有收到ACK包的时候处在SYN_RECV状态。有两个相关系统配置:

    1net.ipv4.tcp_synack_retries INTEGER

    默认值是5

    对于远端的连接请求SYN,内核会发送SYN + ACK数据报,以确认收到上一个 SYN连接请求包。这是所谓的三次握手( threeway handshake)机制的第二个步骤。这里决定内核在放弃连接之前所送出的 SYN+ACK 数目。不应该大于255,默认值是5,对应于180秒左右时间。通常我们不对这个值进行修改,因为我们希望TCP连接不要因为偶尔的丢包而无法建立。

    2net.ipv4.tcp_syncookies

    一般服务器都会设置net.ipv4.tcp_syncookies=1来防止SYN Flood攻击。假设一个用户向服务器发送了SYN报文后突然死机或掉线,那么服务器在发出SYN+ACK应答报文后是无法收到客户端的ACK报文的(第三次握手无法完成),这种情况下服务器端一般会重试(再次发送SYN+ACK给客户端)并等待一段时间后丢弃这个未完成的连接,这段时间的长度我们称为SYN Timeout,一般来说这个时间是分钟的数量级(大约为30-2分钟)。

    这些处在SYNC_RECVTCP连接称为半连接,并存储在内核的半连接队列中,在内核收到对端发送的ack包时会查找半连接队列,并将符合的requst_sock信息存储到完成三次握手的连接的队列中,然后删除此半连接。大量SYNC_RECVTCP连接会导致半连接队列溢出,这样后续的连接建立请求会被内核直接丢弃,这就是SYN Flood攻击。

    能够有效防范SYN Flood攻击的手段之一,就是SYN CookieSYN Cookie原理由D. J. BernstainEric Schenk发明。SYN Cookie是对TCP服务器端的三次握手协议作一些修改,专门用来防范SYN Flood攻击的一种手段。它的原理是,在TCP服务器收到TCP SYN包并返回TCP SYN+ACK包时,不分配一个专门的数据区,而是根据这个SYN包计算出一个cookie值。在收到TCP ACK包时,TCP服务器在根据那个cookie值检查这个TCP ACK包的合法性。如果合法,再分配专门的数据区进行处理未来的TCP连接。

    观测服务上SYN_RECV连接个数为:7314,对于一个高并发连接的通讯服务器,这个数字比较正常。

    CLOSE_WAIT

    发起TCP连接关闭的一方称为client,被动关闭的一方称为server。被动关闭的server收到FIN后,但未发出ACKTCP状态是CLOSE_WAIT。出现这种状况一般都是由于server端代码的问题,如果你的服务器上出现大量CLOSE_WAIT,应该要考虑检查代码。

    TIME_WAIT

    根据TCP协议定义的3次握手断开连接规定发起socket主动关闭的一方 socket将进入TIME_WAIT状态。TIME_WAIT状态将持续2MSL(Max Segment Lifetime)在Windows下默认为4分钟,即240秒。TIME_WAIT状态下的socket不能被回收使用具体现象是对于一个处理大量短连接的服务器如果是由服务器主动关闭客户端的连接,将导致服务器端存在大量的处于TIME_WAIT状态的socket, 甚至比处于Established状态下的socket多的多严重影响服务器的处理能力,甚至耗尽可用的socket,停止服务。

    为什么需要TIME_WAITTIME_WAITTCP协议用以保证被重新分配的socket不会受到之前残留的延迟重发报文影响的机制是必要的逻辑保证。

    和TIME_WAIT状态有关的系统参数有一般由3个,本厂设置如下:

    net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1

    net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1

    net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30

    net.ipv4.tcp_fin_timeout,默认60s,减小fin_timeout,减少TIME_WAIT连接数量。

    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。

    原文

    http://maoyidao.iteye.com/blog/1744277

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