TCP连接中time_wait在开发中的影响-搜人以鱼不如授之以渔

　　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2个MSL(Max Segment Lifetime),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. TIME_WAIT是TCP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。

 

netstat -an|awk '/tcp/ {print $6}'|sort|uniq -c
     16 CLOSING
    130 ESTABLISHED
    298 FIN_WAIT1
     13 FIN_WAIT2
      9 LAST_ACK
      7 LISTEN
    103 SYN_RECV
   5204 TIME_WAIT

 

状态：描述
CLOSED：无连接是活动的或正在进行的
LISTEN：服务器在等待进入呼叫
SYN_RECV：一个连接请求已经到达，等待确认
SYN_SENT：应用已经开始，打开一个连接
ESTABLISHED：正常数据传输状态
FIN_WAIT1：应用说它已经完成
FIN_WAIT2：另一边已同意释放
ITMED_WAIT：等待所有分组死掉
CLOSING：两边同时尝试关闭
TIME_WAIT：另一边已初始化一个释放
LAST_ACK：等待所有分组死掉

 

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netstat -ae |grep mysql
tcp        0      0 aaaa:53045               192.168.12.13:mysql           TIME_WAIT   root       0
tcp        0      0 aaaa:53044               192.168.12.13:mysql           TIME_WAIT   root       0
tcp        0      0 aaaa:53051               192.168.12.13:mysql           TIME_WAIT   root       0
tcp        0      0 aaaa:53050               192.168.12.13:mysql           TIME_WAIT   root       0
tcp        0      0 aaaa:53049               192.168.12.13:mysql           TIME_WAIT   root       0

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
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200    
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024    65000   ## 端口分配范围
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 5000   ## 设置"time_wait"的桶最多容纳5000个

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 =30　　表示如果套接字由本端要求关闭，这个参数决定了他在保持FIN-WAIT-2状态的时间。
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200　　表示当keepalive起用的时候，TCP发送keepalive消息的频度。缺省是2小时，改为20分钟。
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024  65000　　表示用于向外连接的端口范围。缺省情况下很小：32768到61000，改为1024到65000。
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192　　表示SYN队列的长度，默认为1024，加大队列长度为8192，可以容纳更多等待连接的网络连接数。
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 5000　　表示系统同时保持TIME_WAIT套接字的最大数量，如果超过这个数字，TIME_WAIT套接字将立刻被清除并打印警告信息。默认为180000，改为5000。

 

[阿里巴巴java开发手册推荐]高并发服务器建议调小 TCP 协议的 time_wait 超时时间。

说明： 操作系统默认 240 秒后，才会关闭处于 time_wait 状态的连接，在高并发访问下，服务器端会因为处于 time_wait 的连接数太多，可能无法建立新的连接，所以需要在服务器上调小此等待值。

正例： 在 linux 服务器上请通过变更/etc/sysctl.conf 文件去修改该缺省值（秒） ：

net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30。 

 

搜人以鱼不如授之以渔，让我们来回顾计算机网络中TCP协议的部分详解，摘自-谢希仁 计算机网络

TCP 的运输连接的三个阶段
运输连接就有三个阶段，即：连接建立、数据传送和连接释放。运输连接的管理就是使运输连接的建立和释放都能正常地进行。
连接建立过程中要解决以下三个问题：
要使每一方能够确知对方的存在。
要允许双方协商一些参数（如最大报文段长度，最大窗口大小，服务质量等）。
能够对运输实体资源（如缓存大小，连接表中的项目等）进行分配。
客户-服务器方式
TCP 连接的建立都是采用客户服务器方式。
主动发起连接建立的应用进程叫做客户(client)。
被动等待连接建立的应用进程叫做服务器(server)。
TCP 的连接建立

 

A 的 TCP 向 B 发出连接请求报文段，其首部中的同步位 SYN = 1，并选择序号 seq = x，表明传送数据时的第一个数据字节的序号是 x。
B 的 TCP 收到连接请求报文段后，如同意，则发回确认。
B 在确认报文段中应使 SYN = 1，使 ACK = 1，其确认号ack = x + 1，自己选择的序号 seq = y。

 

A 收到此报文段后向 B 给出确认，其 ACK = 1，确认号 ack = y + 1。
A 的 TCP 通知上层应用进程，连接已经建立。

B 的 TCP 收到主机 A 的确认后，也通知其上层应用进程：TCP 连接已经建立。 

用三次握手建立 TCP 连接的各状态

 

TCP 的连接释放

 

数据传输结束后，通信的双方都可释放连接。
现在 A 的应用进程先向其 TCP 发出连接释放报文段，并停止再发送数据，主动关闭 TCP 连接。A 把连接释放报文段首部的 FIN = 1，其序号 seq = u，等待 B 的确认。

 

B 发出确认，确认号 ack = u + 1，而这个报文段自己的序号 seq = v。

TCP 服务器进程通知高层应用进程。从 A 到 B 这个方向的连接就释放了，TCP 连接处于半关闭状态。B 若发送数据，A 仍要接收。
若 B 已经没有要向 A 发送的数据，其应用进程就通知 TCP 释放连接。A 收到连接释放报文段后，必须发出确认。在确认报文段中 ACK = 1，确认号 ack = w + 1，自己的序号 seq = u + 1。

TCP 连接必须经过时间 2MSL 后才真正释放掉。

第一，为了保证 A 发送的最后一个 ACK 报文段能够到达 B。
第二，防止 “已失效的连接请求报文段”出现在本连接中。A 在发送完最后一个 ACK 报文段后，再经过时间 2MSL，就可以使本连接持续的时间内所产生的所有报文段，都从网络中消失。这样就可以使下一个新的连接中不会出现这种旧的连接请求报文段。
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