TCP（二）

TCP半鏈接和全鏈接問題

 

TCP握手過程詳解

 

 

如上圖所示，關鍵部分：syns queue（半鏈接隊列）和accept queue（全鏈接隊列）

正常狀況下的處理過程以下：

1）當server端收到client發送的SYN後，將鏈接相關信息放在syns queue中，並回復SYN+ACK；

2）當server端收到client發送的ACK後，將鏈接相關信息從syns queue中取出並放在accept queue中。

 異常狀況：

步驟2）中若是accept queue滿了，則根據tcp_abort_on_overflow指定的策略執行

　　若是tcp_abort_on_overflow爲0，server丟棄client發送的ack，而且在一段時間後再次發送syn+ack給client（即從新走握手的第二步），若是cilent的超時時間比較短，就會出現異常；重試次數由net.ipv4.tcp_synack_retries指定（centos默認5次）；

　　若是tcp_abort_on_overflow爲1，server將發送一個reset給client，表示要廢掉此次握手過程和鏈接。此時client應該會出現connection reset by peer異常。

 

怎麼查看隊列是否滿？

netstat -s

　　該命令查看每一個協議的統計數據

netstat -s | egrep "listen" 

　　若是看到：XXXX times the listen queue of a socket overflowed 而且XXXX 值在不斷增長，就說明有全鏈接隊列偶爾滿了。

ss -lnt | grep port

State         Recv-Q      Send-Q        Local Address:Port        Peer Address:Port
LISTEN     0                50                :::9188                            :::*

其中Send-Q爲監聽9188端口的全鏈接隊列最大爲50，Recv-Q表示全鏈接隊列中和等待進入全鏈接的數量。

全鏈接隊列的大小取決於：min(backlog, somaxconn) . backlog是在socket建立的時候傳入的（Java Socket默認爲50），somaxconn是一個os級別的系統參數

半鏈接隊列的大小取決於：max(64, /proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog)。 不一樣版本的os會有些差別.

 

 

 

 

CLOSE-WAIT問題

 

什麼狀況下會出現CLOSE-WAIT狀態

　　在被動關閉鏈接時，已經收到對方發來的FIN（併發送了ACK），但尚未發送本身的FIN時，處於CLOSE_WAIT狀態。

 

正常狀況下該狀態持續的時間應該很短，出現大量close_wait的現象，主要緣由是某種狀況下對方關閉了socket連接，可是我方忙與讀或者寫，沒有關閉鏈接。

 

產生該問題的例子：https://blog.csdn.net/yu616568/article/details/44677985

　　首先，我這邊的大部分請求都須要查詢數據庫，個人數據庫鏈接池設置的最大鏈接數是100，因此每個請求建立了一個鏈接，等到100個請求就把鏈接池佔滿了，可是處理servlet的那個線程並無釋放這個鏈接，因而接下來的請求再去建立數據庫鏈接的時候就會一直阻塞在那裏，這裏我所用的是DBCP做爲鏈接池的，它的實現好像是使用apache的objectPool來實現的，若是沒有可用的鏈接對象會致使線程等待，好了，servlet因爲得不到數據庫鏈接而阻塞了，這個客戶端的請求就一直等待，客戶端使用httpclient設置了5s的請求超時時間，那麼超時以後就會拋出異常，關閉鏈接，關閉鏈接致使客戶端發送了FIN報文，我這邊的TCP/IP返回了ACK報文，可是因爲處理請求的線程還處於阻塞的狀態，因此當前的鏈接狀態時CLOSE_WAIT。

 

解決方法
基本的思想就是要檢測出對方已經關閉的socket，而後關閉它

1.代碼須要判斷socket，一旦read返回0，斷開鏈接，read返回負，檢查一下errno，若是不是AGAIN，也斷開鏈接。(注:在UNP 7.5節的圖7.6中，能夠看到使用select可以檢測出對方發送了FIN，再根據這條規則就能夠處理CLOSE_WAIT的鏈接)
2.給每個socket設置一個時間戳last_update，每接收或者是發送成功數據，就用當前時間更新這個時間戳。按期檢查全部的時間戳，若是時間戳與當前時間差值超過必定的閾值，就關閉這個socket。
3.使用一個Heart-Beat線程，按期向socket發送指定格式的心跳數據包，若是接收到對方的RST報文，說明對方已經關閉了socket，那麼咱們也關閉這個socket。
4.設置SO_KEEPALIVE選項，並修改內核參數

 

 

 

 

TCP協議在帶寬利用率、性能方面的優化 

 

delay ack

　　

Nagle算法

 

 

 

參考資料

服務器TIME_WAIT和CLOSE_WAIT詳解和解決辦法

CLOSE_WAIT狀態的緣由與解決方法

關於TCP 半鏈接隊列和全鏈接隊列

就是要你懂 TCP | 最經典的TCP性能問題