481玩法中奖规则:优化Linux服务器方案:解决TIME_WAIT过多造成的问题

2018-12-02 19:18:50  阅读 455 次 评论 0 条

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1、 time_wait的作用:

TIME_WAIT状态存在的理由:1)可靠地实现TCP全双工连接的终止   在进行关闭连接四次挥手协议时,最后的ACK是由主动关闭端发出的,如果这个最终的ACK丢失,服务器将重发最终的FIN, 因此客户端必须维护状态信息允许它重发最终的ACK。如果不维持这个状态信息,那么客户端将响应RST分节,服务器将此分节解释成一个错误(在java中会抛出connection reset的SocketException)。 因而,要实现TCP全双工连接的正常终止,必须处理终止序列四个分节中任何一个分节的丢失情况,主动关闭的客户端必须维持状态信息进入TIME_WAIT状态。 2)允许老的重复分节在网络中消逝 TCP分节可能由于路由器异常而“迷途”,在迷途期间,TCP发送端可能因确认超时而重发这个分节,迷途的分节在路由器修复后也会被送到最终目的地,这个原来的迷途分节就称为lost duplicate。 在关闭一个TCP连接后,马上又重新建立起一个相同的IP地址和端口之间的TCP连接,后一个连接被称为前一个连接的化身(incarnation),那么有可能出现这种情况,前一个连接的迷途重复分组在前一个连接终止后出现,从而被误解成从属于新的化身。 为了避免这个情况,TCP不允许处于TIME_WAIT状态的连接启动一个新的化身,因为TIME_WAIT状态持续2MSL,就可以保证当成功建立一个TCP连接的时候,来自连接先前化身的重复分组已经在网络中消逝。


2、大量TIME_WAIT造成的影响:

      在高并发短连接的TCP服务器上,当服务器处理完请求后立刻主动正常关闭连接。这个场景下会出现大量socket处于TIME_WAIT状态。如果客户端的并发量持续很高,此时部分客户端就会显示连接不上。
我来解释下这个场景。主动正常关闭TCP连接,都会出现TIMEWAIT。

为什么我们要关注这个高并发短连接呢?有两个方面需要注意:
1. 高并发可以让服务器在短时间范围内同时占用大量端口,而端口有个0~65535的范围,并不是很多,刨除系统和其他服务要用的,剩下的就更少了。
2. 在这个场景中,短连接表示“业务处理+传输数据的时间 远远小于 TIMEWAIT超时的时间”的连接。

      这里有个相对长短的概念,比如取一个web页面,1秒钟的http短连接处理完业务,在关闭连接之后,这个业务用过的端口会停留在TIMEWAIT状态几分钟,而这几分钟,其他HTTP请求来临的时候是无法占用此端口的(占着茅坑不拉翔)。单用这个业务计算服务器的利用率会发现,服务器干正经事的时间和端口(资源)被挂着无法被使用的时间的比例是 1:几百,服务器资源严重浪费。(说个题外话,从这个意义出发来考虑服务器性能调优的话,长连接业务的服务就不需要考虑TIMEWAIT状态。同时,假如你对服务器业务场景非常熟悉,你会发现,在实际业务场景中,一般长连接对应的业务的并发量并不会很高。
     综合这两个方面,持续的到达一定量的高并发短连接,会使服务器因端口资源不足而拒绝为一部分客户服务。同时,这些端口都是服务器临时分配,无法用SO_REUSEADDR选项解决这个问题。


如何尽量处理TIMEWAIT过多?

编辑内核文件/etc/sysctl.conf,加入以下内容:

#对于一个新建连接,内核要发送多少个 SYN 连接请求才决定放弃,不应该大于255,默认值是5,对应于180秒左右时间   
net.ipv4.tcp_syn_retries=2  
#net.ipv4.tcp_synack_retries=2  
#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300秒  
net.ipv4.tcp_keepalive_time=1200  
net.ipv4.tcp_orphan_retries=3  
#表示如果套接字由本端要求关闭,这个参数决定了它保持在FIN-WAIT-2状态的时间  
net.ipv4.tcp_fin_timeout=30    
#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_syn_backlog = 4096  
#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_syncookies = 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_reuse = 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_tw_recycle = 1  
  
##减少超时前的探测次数   
net.ipv4.tcp_keepalive_probes=5   
##优化网络设备接收队列   
net.core.netdev_max_backlog=3000

然后执行 /sbin/sysctl -p 让参数生效.

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