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tcp 状态优化 sysctl

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说明: 通常情况下:一个正常的TCP连接,都会有三个阶段:1、TCP三次握手;2、数据传送;3、TCP四次挥手

里面的几个概念:

  • SYN: (同步序列编号,Synchronize Sequence Numbers)
  • ACK: (确认编号,Acknowledgement Number)
  • FIN: (结束标志,FINish)

TCP三次握手(创建 OPEN)

  1. 客户端发起一个和服务创建TCP链接的请求,这里是SYN(J)
  2. 服务端接受到客户端的创建请求后,返回两个信息: SYN(K) + ACK(J+1)
  3. 客户端在接受到服务端的ACK信息校验成功后(J与J+1),返回一个信息:ACK(K+1)
  4. 服务端这时接受到客户端的ACK信息校验成功后(K与K+1),不再返回信息,后面进入数据通讯阶段

数据通讯

  1. 客户端/服务端 read/write数据包

TCP四次握手(关闭 finish)

  1. 客户端发起关闭请求,发送一个信息:FIN(M)
  2. 服务端接受到信息后,首先返回ACK(M+1),表明自己已经收到消息。
  3. 服务端在准备好关闭之前,最后发送给客户端一个 FIN(N)消息,询问客户端是否准备好关闭了
  4. 客户端接受到服务端发送的消息后,返回一个确认信息: ACK(N+1)
  5. 最后,服务端和客户端在双方都得到确认时,各自关闭或者回收对应的TCP链接。

详细的状态说明(以及linux相关参数调整)

  1. SYN_SEND
    • 客户端尝试链接服务端,通过open方法。也就是TCP三次握手中的第1步之后,注意是客户端状态
    • sysctl -w net.ipv4.tcp_syn_retries = 2 ,做为客户端可以设置SYN包的重试次数,默认5次(大约180s)引用校长的话:仅仅重试2次,现代网络够了
  2. SYN_RECEIVED
    • 服务接受创建请求的SYN后,也就是TCP三次握手中的第2步,发送ACK数据包之前
    • 注意是服务端状态,一般15个左右正常,如果很大,怀疑遭受SYN_FLOOD攻击
    • sysctl -w net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=4096 , 设置该状态的等待队列数,默认1024,调大后可适当防止syn-flood,可参见man 7 tcp
    • sysctl -w net.ipv4.tcp_syncookies=1 , 打开syncookie,在syn backlog队列不足的时候,提供一种机制临时将syn链接换出
    • sysctl -w net.ipv4.tcp_synack_retries = 2 ,做为服务端返回ACK包的重试次数,默认5次(大约180s)引用校长的话:仅仅重试2次,现代网络够了
  3. ESTABLISHED
    • 客户端接受到服务端的ACK包后的状态,服务端在发出ACK在一定时间后即为ESTABLISHED
    • sysctl -w net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200 ,默认为7200秒(2小时),系统针对空闲链接会进行心跳检查,如果超过net.ipv4.tcp_keepalive_probes * net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 默认11分,终止对应的tcp链接,可适当调整心跳检查频率
    • 目前线上的监控 waring:600 , critial : 800
  4. FIN_WAIT1
    • 主动关闭的一方,在发出FIN请求之后,也就是在TCP四次握手的第1步
  5. CLOSE_WAIT
    • 被动关闭的一方,在接受到客户端的FIN后,也就是在TCP四次握手的第2步
  6. FIN_WAIT2
    • 主动关闭的一方,在接受到被动关闭一方的ACK后,也就是TCP四次握手的第2步
    • sysctl -w net.ipv4.tcp_fin_timeout=30, 可以设定被动关闭方返回FIN后的超时时间,有效回收链接,避免syn-flood.
  7. LASK_ACK
    • 被动关闭的一方,在发送ACK后一段时间后(确保客户端已收到),再发起一个FIN请求。也就是TCP四次握手的第3步
  8. TIME_WAIT
    • 主动关闭的一方,在收到被动关闭的FIN包后,发送ACK。也就是TCP四次握手的第4步
    • sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 , 打开快速回收TIME_WAIT,Enabling this option is not recommended since this causes problems when working with NAT (Network Address Translation)
    • sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_reuse =1, 快速回收并重用TIME_WAIT的链接, 貌似和tw_recycle有冲突,不能重用就回收?
    • net.ipv4.tcp_max_tw_buckets: 处于time_wait状态的最多链接数,默认为180000.

相关说明

  1. 主动关闭方在接收到被动关闭方的FIN请求后,发送成功给对方一个ACK后,将自己的状态由FIN_WAIT2修改为TIME_WAIT,而必须 再等2倍的MSL(Maximum Segment Lifetime,MSL是一个数据报在internetwork中能存在的时间)时间之后双方才能把状态 都改为CLOSED以关闭连接。目前RHEL里保持TIME_WAIT状态的时间为60秒
  2. keepAlive策略可以有效的避免进行三次握手和四次关闭的动作

其他网络重要参数

net.ipv4.tcp_rmem 参数

  • 默认值: min=4096 default=87380 max=4194304

net.ipv4.tcp_wmem 参数

  • 默认值: min=4096 default=16384 max=4194304

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