TCP/IP协议中backlog参数
TCP/IP协议中backlog分析与设置以及TCP状态变化
TCP/IP协议卷一中是有说明设置backlog这个值的,这值是做什么的呢?
大家都知道TCP建立连接时是要进行三次握手连接的,但是否三次握手完成了,服务端就进行处理了(accept)呢,如果没有处理就变成什么情况,假如没有及时accept的话,后续客户端就连接不上或连接失败。这样就谈不上吞吐量了。想必大家也认为TCP不是那么设计的。
backlog其实是一个连接队列,以下是backlog队列大小公式。
backlog队列总和=未完成三次握手队列 + 已经完成三次握手队列
以上参数解释说明如下:
未完成三次握手队列:服务器处于listen状态时收到客户端syn 报文(connect)时放入未完成队列中。
已经完成三次握手队列:三次握手的第二个状态即服务器syn+ ack响应client后,此时第三个状态ack报文到达前(客户端对服务器syn的ack)一直保留在未完成连接队列中,如果三次握手完成,该条目将从未完成连接队列搬到已完成连接队列尾部.
backlog参数设置既可以在linux内核参数设置(修改文件/etc/sysctl相关参数),也可以在socket系统调用listen函数时设置(第二个参数),这二者区别是,前者为全局性的,影响所有socket,后者为局部性的,影响当前socket。
TCP建立连接是要进行三次握手,但是否完成三次握手后,服务器就处理(accept)呢?
backlog其实是一个连接队列,在Linux内核2.2之前,backlog大小包括半连接状态和全连接状态两种队列大小。
半连接状态为:服务器处于Listen状态时收到客户端SYN报文时放入半连接队列中,即SYN queue(服务器端口状态为:SYN_RCVD)。
全连接状态为:TCP的连接状态从服务器(SYN+ACK)响应客户端后,到客户端的ACK报文到达服务器之前,则一直保留在半连接状态中;当服务器接收到客户端的ACK报文后,该条目将从半连接队列搬到全连接队列尾部,即 accept queue (服务器端口状态为:ESTABLISHED)。
在Linux内核2.2之后,分离为两个backlog来分别限制半连接(SYN_RCVD状态)队列大小和全连接(ESTABLISHED状态)队列大小。
SYN queue 队列长度由 /proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog 指定,默认为2048。
Accept queue 队列长度由 /proc/sys/net/core/somaxconn 和使用listen函数时传入的参数,二者取最小值。默认为128。在Linux内核2.4.25之前,是写死在代码常量 SOMAXCONN ,在Linux内核2.4.25之后,在配置文件 /proc/sys/net/core/somaxconn 中直接修改,或者在 /etc/sysctl.conf 中配置 net.core.somaxconn = 128 。
可以通过ss命令来显示
[root@localhost ~]# ss -l State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port LISTEN 0 128 *:http *:* LISTEN 0 128 :::ssh :::* LISTEN 0 128 *:ssh *:* LISTEN 0 100 ::1:smtp :::* LISTEN 0 100 127.0.0.1:smtp *:*
在LISTEN状态,其中 Send-Q 即为Accept queue的最大值,Recv-Q 则表示Accept queue中等待被服务器accept()。
另外客户端connect()返回不代表TCP连接建立成功,有可能此时accept queue 已满,系统会直接丢弃后续ACK请求;客户端误以为连接已建立,开始调用等待至超时;服务器则等待ACK超时,会重传SYN+ACK 给客户端,重传次数受限 net.ipv4.tcp_synack_retries ,默认为5,表示重发5次,每次等待30~40秒,即半连接默认时间大约为180秒,该参数可以在tcp被洪水攻击是临时启用这个参数。
查看SYN queue 溢出
[root@localhost ~]# netstat -s | grep LISTEN 102324 SYNs to LISTEN sockets dropped
查看Accept queue 溢出
[root@localhost ~]# netstat -s | grep TCPBacklogDrop TCPBacklogDrop: 2334