TCP连接状态详解及TIME_WAIT过多的解决方法

TCP建立连接的三次握手过程,以及关闭连接的四次握手过程。

TCP建立连接的三次握手过程,以及关闭连接的四次握手过程。

1、建立连接协议(三次握手)
(1)客户端发送一个带SYN标志的TCP报文到服务器。这是三次握手过程中的报文1。

(2) 服务器端回应客户端的,这是三次握手中的第2个报文,这个报文同时带ACK标志和SYN标志。因此它表示对刚才客户端SYN报文的回应;同时又标志SYN给客户端,询问客户端是否准备好进行数据通讯。

(3) 客户必须再次回应服务段一个ACK报文,这是报文段3。

2、连接终止协议(四次握手)
由于TCP连接是全双工的,因此每个方向都必须单独进行关闭。这原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。收到一个 FIN只意味着这一方向上没有数据流动,一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据。首先进行关闭的一方将执行主动关闭,而另一方执行被动关闭。

(1) TCP客户端发送一个FIN,用来关闭客户到服务器的数据传送(报文段4)。
(2) 服务器收到这个FIN,它发回一个ACK,确认序号为收到的序号加1(报文段5)。和SYN一样,一个FIN将占用一个序号。
(3) 服务器关闭客户端的连接,发送一个FIN给客户端(报文段6)。
(4) 客户段发回ACK报文确认,并将确认序号设置为收到序号加1(报文段7)。

CLOSED: 这个没什么好说的了,表示初始状态。

LISTEN: 这个也是非常容易理解的一个状态,表示服务器端的某个SOCKET处于监听状态,可以接受连接了。

SYN_RCVD: 这个状态表示接受到了SYN报文,在正常情况下,这个状态是服务器端的SOCKET在建立TCP连接时的三次握手会话过程中的一个中间状态,很短暂,基本上用netstat你是很难看到这种状态的,除非你特意写了一个客户端测试程序,故意将三次TCP握手过程中最后一个ACK报文不予发送。因此这种状态时,当收到客户端的ACK报文后,它会进入到ESTABLISHED状态。

SYN_SENT: 这个状态与SYN_RCVD遥想呼应,当客户端SOCKET执行CONNECT连接时,它首先发送SYN报文,因此也随即它会进入到了SYN_SENT状态,并等待服务端的发送三次握手中的第2个报文。SYN_SENT状态表示客户端已发送SYN报文。

ESTABLISHED:这个容易理解了,表示连接已经建立了。

FIN_WAIT_1: 这个状态要好好解释一下,其实FIN_WAIT_1和FIN_WAIT_2状态的真正含义都是表示等待对方的FIN报文。而这两种状态的区别是:FIN_WAIT_1状态实际上是当SOCKET在ESTABLISHED状态时,它想主动关闭连接,向对方发送了FIN报文,此时该SOCKET即进入到FIN_WAIT_1状态。而当对方回应ACK报文后,则进入到FIN_WAIT_2状态,当然在实际的正常情况下,无论对方何种情况下,都应该马上回应ACK报文,所以FIN_WAIT_1状态一般是比较难见到的,而FIN_WAIT_2状态还有时常常可以用netstat看到。

FIN_WAIT_2:上面已经详细解释了这种状态,实际上FIN_WAIT_2状态下的SOCKET,表示半连接,也即有一方要求close连接,但另外还告诉对方,我暂时还有点数据需要传送给你,稍后再关闭连接。

TIME_WAIT: 表示收到了对方的FIN报文,并发送出了ACK报文,就等2MSL后即可回到CLOSED可用状态了。如果FIN_WAIT_1状态下,收到了对方同时带FIN标志和ACK标志的报文时,可以直接进入到TIME_WAIT状态,而无须经过FIN_WAIT_2状态。

注:MSL(最大分段生存期)指明TCP报文在Internet上最长生存时间,每个具体的TCP实现都必须选择一个确定的MSL值.RFC 1122建议是2分钟,但BSD传统实现采用了30秒.TIME_WAIT 状态最大保持时间是2 * MSL,也就是1-4分钟.

CLOSING: 这种状态比较特殊,实际情况中应该是很少见,属于一种比较罕见的例外状态。正常情况下,当你发送FIN报文后,按理来说是应该先收到(或同时收到)对方的ACK报文,再收到对方的FIN报文。但是CLOSING状态表示你发送FIN报文后,并没有收到对方的ACK报文,反而却也收到了对方的FIN报文。什么情况下会出现此种情况呢?其实细想一下,也不难得出结论:那就是如果双方几乎在同时close一个SOCKET的话,那么就出现了双方同时发送FIN报文的情况,也即会出现CLOSING状态,表示双方都正在关闭SOCKET连接。

CLOSE_WAIT: 这种状态的含义其实是表示在等待关闭。怎么理解呢?当对方close一个SOCKET后发送FIN报文给自己,你系统毫无疑问地会回应一个ACK报文给对方,此时则进入到CLOSE_WAIT状态。接下来呢,实际上你真正需要考虑的事情是察看你是否还有数据发送给对方,如果没有的话,那么你也就可以close这个SOCKET,发送FIN报文给对方,也即关闭连接。所以你在CLOSE_WAIT状态下,需要完成的事情是等待你去关闭连接。

LAST_ACK: 这个状态还是比较容易好理解的,它是被动关闭一方在发送FIN报文后,最后等待对方的ACK报文。当收到ACK报文后,也即可以进入到CLOSED可用状态了。

最后有2个问题的回答,我自己分析后的结论(不一定保证100%正确)

1、 为什么建立连接协议是三次握手,而关闭连接却是四次握手呢?

这是因为服务端的LISTEN状态下的SOCKET当收到SYN报文的建连请求后,它可以把ACK和SYN(ACK起应答作用,而SYN起同步作用)放在一个报文里来发送。但关闭连接时,当收到对方的FIN报文通知时,它仅仅表示对方没有数据发送给你了;但未必你所有的数据都全部发送给对方了,所以你可以未必会马上会关闭SOCKET,也即你可能还需要发送一些数据给对方之后,再发送FIN报文给对方来表示你同意现在可以关闭连接了,所以它这里的ACK报文和FIN报文多数情况下都是分开发送的。

2、 为什么TIME_WAIT状态还需要等2MSL后才能返回到CLOSED状态?

这是因为:虽然双方都同意关闭连接了,而且握手的4个报文也都协调和发送完毕,按理可以直接回到CLOSED状态(就好比从SYN_SEND状态到ESTABLISH状态那样);但是因为我们必须要假想网络是不可靠的,你无法保证你最后发送的ACK报文会一定被对方收到,因此对方处于LAST_ACK状态下的SOCKET可能会因为超时未收到ACK报文,而重发FIN报文,所以这个TIME_WAIT状态的作用就是用来重发可能丢失的ACK报文,并保证于此。

查看当前系统下所有连接状态的数:

[[email protected] ~]#netstat -n|awk ‘/^tcp/{++S[$NF]}END{for (key in S) print key,S[key]}‘
TIME_WAIT 286
FIN_WAIT1 5
FIN_WAIT2 6
ESTABLISHED 269
SYN_RECV 5
CLOSING 1

如发现系统存在大量TIME_WAIT状态的连接,通过调整内核参数解决:
编辑文件/etc/sysctl.conf,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

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 修改系默认的 TIMEOUT 时间

其它参数说明:
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,这个参数决定了它保持在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。对于Apache、Nginx等服务器,上几行的参数可以很好地减少TIME_WAIT套接字数量,但是对于Squid,效果却不大。此项参数可以控制TIME_WAIT套接字的最大数量,避免Squid服务器被大量的TIME_WAIT套接字拖死。

注:
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1

设置这两个参数: reuse是表示是否允许重新应用处于TIME-WAIT状态的socket用于新的TCP连接; recyse是加速TIME-WAIT sockets回收

时间: 2024-10-13 23:28:14

TCP连接状态详解及TIME_WAIT过多的解决方法的相关文章

TCP协议状态详解

原文出自:Vimer的程序世界 1.建立连接协议(三次握手)(1)客户端发送一个带SYN标志的TCP报文到服务器.这是三次握手过程中的报文1.(2) 服务器端回应客户端的,这是三次握手中的第2个报文,这个报文同时带ACK标志和SYN标志.因此它表示对刚才客户端SYN报文的回应:同时又标志SYN给客户端,询问客户端是否准备好进行数据通讯.(3) 客户必须再次回应服务段一个ACK报文,这是报文段3. 2.连接终止协议(四次握手) 由于TCP连接是全双工的,因此每个方向都必须单独进行关闭.这原则是当一

linux TIME_WAIT过多的解决方法

查看TCP状态:netstat -n | awk '/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print a, S[a]}'查看SOCKET状态:cat /proc/net/sockstatTIME_WAIT状态的socket一般需要等到2msl时间后,socket才会被回收.修改(添加)系统内核参数:/etc/sysctl.conf #改系統默认的TIMEOUT时间net.ipv4.tcp_fin_timeout=2 #启重用,允许将TIME-WAIT socket

tcp关闭状态详解

?1. tcp关闭连接状态转换? 上图是tcp连接主动关闭端的状态转换图: (1)应用层调用close函数发起关闭连接请求 (2)发送FIN到对端,关闭写通道,自己进入FIN_WAIT1状态 (3)等待对端的确认ACK到来,接受到ACK后进入FIN_WAIT2状态:如果在超时时间内没有收到确认ACK直接进入CLOSED状态 (4)如果在FIN_WAIT1状态时收到了对端的FIN则进入CLOSING状态(双发都发出了关闭连接请求) (5)在FIN_WAIT2接受到了对端FIN后进入TIME_WAI

TCP/IP状态详解[转]

TCP正常建立和关闭的状态变化 TCP连接的建立可以简单的称为三次握手,而连接的中止则可以叫做 四次握手. 建立连接 在TCP/IP协议中,TCP协议提供可靠的连接服务,采用三次握手建立一个连接. 第一次握手:建立连接时,客户端发送syn包(syn=j)到服务器,并进入SYN_SEND状态,等待服务器确认: 第二次握手:服务器收到syn包,必须确认客户的SYN(ack=j+1),同时自己也发送一个SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态: 第三次握手:客户端

TCP TIME_WAIT过多的解决方法

总结: 最合适的解决方案是增加更多的四元组数目,比如,服务器监听端口,或服务器IP,让服务器能容纳足够多的TIME-WAIT状态连接.在我们常见的互联网架构中(NGINX反代跟NGINX,NGINX跟FPM,FPM跟redis.mysql.memcache等),减少TIME-WAIT状态的TCP连接,最有效的是使用长连接,不要用短连接,尤其是负载均衡跟web服务器之间.尤其是链家事件中的PHP连不上redis. 在服务端,不要启用net.ipv4.tcp_tw_recycle,除非你能确保你的服

android中NetWorkReceive以及获取当前的网络连接状态详解

我们现在APP是断然很难离开网络存活下去,会有很多很频繁的网络操作,请求数据,传递数据等等,所以,我们需要对网络状态有多一点的了解. 首先,假如我们的APP在运行的时候,假如这时候用户掉线了,没有网络了,我们就应该给用户提示,然后用户连上网络了,我们这时候应该也给用户提示,这样他就可以继续玩我们的APP,我们应该怎么做了,没错,就是通过Receiver来实现,因为断网和联网系统都会发送广播,然后,我们可以收到,通过广播去判断当前的网络是否可用,具体代码如下:其中,接受广播需要的action是"a

TCP连接状态及TIME_WAIT

参考: TCP连接中的TIME_WAIT状态 - sunnydogzhou的专栏 - 博客频道 - CSDN.NET http://blog.csdn.net/sunnydogzhou/article/details/6572071 TCP连接状态详解及TIME_WAIT过多的解决方法_小强_新浪博客 http://blog.sina.com.cn/s/blog_8e5d24890102w9yi.html TCP协议三次握手连接四次握手断开和DOS攻击 - NowOrNever - 博客频道 -

网络编程Socket之TCP之TIME_WAIT状态详解

下面我们用最简单的一对一的客户服务器模型来重现编程中遇到的一些问题: 初学socket的时候在编写socket程序的时候会遇到很多莫名其妙的问题,比如说bind函数返回的常见错误是EADDRINUSE 使用下面的程序重现这个状态: client: int main(int argc, const char * argv[]) { struct sockaddr_in serverAdd; bzero(&serverAdd, sizeof(serverAdd)); serverAdd.sin_fa

netstat状态详解

一.生产服务器netstat tcp连接状态................................................................................ 2 1.1生产服务器某个业务LVS负载均衡上连接状态数量............................................... 2 1.2生产服务器某个业务web上连接状态数量...............................................