學習Linux命令的正確姿勢

問題描述

• 一部分 TIME_WAIT 連接被回收，但新的 TIME_WAIT 連接產(chǎn)生；

• 一些極端情況下，會出現(xiàn)大量的 TIME_WAIT 連接。

Think：上述大量的 TIME_WAIT 狀態(tài) TCP 連接，有什么業(yè)務(wù)上的影響嗎？

• 每一個 time_wait 狀態(tài)，都會占用一個「本地端口」，上限為 65535(16 bit，2 Byte)；

• 當大量的連接處于 time_wait 時，新建立 TCP 連接會出錯，address already in use : connect 異常

問題分析

1. 大量的短連接存在

2. 特別是 HTTP 請求中，如果 connection 頭部取值被設(shè)置為 close 時，基本都由「服務(wù)端」發(fā)起主動關(guān)閉連接

3. 而，TCP 四次揮手關(guān)閉連接機制中，為了保證 ACK 重發(fā)和丟棄延遲數(shù)據(jù)，設(shè)置 time_wait 為 2 倍的 MSL（報文最大存活時間）

1. TCP 連接中，主動關(guān)閉連接的一方出現(xiàn)的狀態(tài)；（收到 FIN 命令，進入 TIME_WAIT 狀態(tài)，并返回 ACK 命令）

2. 保持 2 個 MSL 時間，即，4 分鐘；（MSL 為 2 分鐘）

解決辦法

1. 客戶端，HTTP 請求的頭部，connection 設(shè)置為 keep-alive，保持存活一段時間：現(xiàn)在的瀏覽器，一般都這么進行了

2. 服務(wù)器端 允許 time_wait 狀態(tài)的 socket 被重用 縮減 time_wait 時間，設(shè)置為 1 MSL（即，2 mins）

結(jié)論：幾個核心要點

1. time_wait 狀態(tài)的影響：

• TCP 連接中，「主動發(fā)起關(guān)閉連接」的一端，會進入 time_wait 狀態(tài)

• time_wait 狀態(tài)，默認會持續(xù) 2 MSL（報文的最大生存時間），一般是 2x2 mins

• time_wait 狀態(tài)下，TCP 連接占用的端口，無法被再次使用

• TCP 端口數(shù)量，上限是 6.5w（65535，16 bit）

• 大量 time_wait 狀態(tài)存在，會導致新建 TCP 連接會出錯，address already in use : connect 異常

• 現(xiàn)實場景：

• 服務(wù)器端，一般設(shè)置：不允許「主動關(guān)閉連接」

• 但 HTTP 請求中，http 頭部 connection 參數(shù)，可能設(shè)置為 close，則，服務(wù)端處理完請求會主動關(guān)閉 TCP 連接

• 現(xiàn)在瀏覽器中， HTTP 請求 connection 參數(shù)，一般都設(shè)置為 keep-alive

• Nginx 反向代理場景中，可能出現(xiàn)大量短鏈接，服務(wù)器端，可能存在

• 解決辦法：

• 服務(wù)器端允許 time_wait 狀態(tài)的 socket 被重用

• 縮減 time_wait 時間，設(shè)置為 1 MSL（即，2 mins）

附錄

1. TCP 連接狀態(tài)的查詢

2. MSL 時間

3. TCP 三次握手和四次握手

1. 任何報文在網(wǎng)絡(luò)上存在的最長時間，超過這個時間報文將被丟棄。（IP 報文）

2. TCP報文 （segment）是ip數(shù)據(jù)報（datagram）的數(shù)據(jù)部分。

1. 當TCP的一端發(fā)起主動關(guān)閉（收到 FIN 請求），在發(fā)出最后一個ACK 響應(yīng)后，即第3次握 手完成后，發(fā)送了第四次握手的ACK包后，就進入了TIME_WAIT狀態(tài)。

2. 必須在此狀態(tài)上停留兩倍的MSL時間，等待2MSL時間主要目的是怕最后一個 ACK包對方?jīng)]收到，那么對方在超時后將重發(fā)第三次握手的FIN包，主動關(guān)閉端接到重發(fā)的FIN包后，可以再發(fā)一個ACK應(yīng)答包。

3. 在 TIME_WAIT 狀態(tài)時，兩端的端口不能使用，要等到2MSL時間結(jié)束，才可繼續(xù)使用。（IP 層）

4. 當連接處于2MSL等待階段時，任何遲到的報文段都將被丟棄。 不過在實際應(yīng)用中，可以通過設(shè)置 「SO_REUSEADDR選項」，達到不必等待2MSL時間結(jié)束，即可使用被占用的端口。

1. 三次握手，建立連接過程

2. 四次揮手，釋放連接過程

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