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Socket TIME_WAIT 问题

2008-09-09 09:47:20| 分类： network | 标签： |举报 |字号大中小订阅

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TIME_WAIT状态

根据TCP协议定义的4次握手断开连接规定,发起socket主动关闭的一方socket将进入TIME_WAIT状态,TIME_WAIT状态将持续2个MSL(Max Segment Lifetime),在Windows下默认为4分钟,即240秒,TIME_WAIT状态下的socket不能被回收使用. 具体现象是对于一个处理大量短连接的服务器,如果是由服务器主动关闭客户端的连接,将导致服务器端存在大量的处于TIME_WAIT状态的socket,甚至比处于Established状态下的socket多的多,严重影响服务器的处理能力,甚至耗尽可用的socket,停止服务. TIME_WAIT是TCP协议用以保证被重新分配的socket不会受到之前残留的延迟重发报文影响的机制,是必要的逻辑保证.
可以用如下代码尝试关闭TIME_WAIT,但这样作是很危险的,违背TCP协议的,也不一定有效果.
linger InternalLinger = { 1, 0 };
::setsockopt(socket, SOL_SOCKET, SO_LINGER, (const char*)&InternalLinger, sizeof(linger));

中庸的做法是,可在HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters,添加名为TcpTimedWaitDelay的
DWORD键,设置为30-240,以缩短TIME_WAIT的等待时间,这也是对IIS服务器的优化手段之一.编程上,除非必要,应尽量让客户端发起断开操作.

在设置中强制修改TIME_WAIT的时间对于延迟比较严重的末端节点非常有害，最好在设计中保证由客户端开始，由客户端结束。当然如果需要服务器发起大规模并发，可以考虑在中层建立session server。这种方法实践证明非常可靠，并且实现简单。

TCP结束的过程如下:

Server Client

-------------- FIN --------------> server: fin_wait_1

<------------- ACK --------------- client: close_wait server:fin_wait_2

<------------- FIN -------------- client发出fin之后就关闭

-------------- ACK -------------> server发出ack后进入time_wait状态

Time_Wait的默认时间是2倍的MLS，就是240秒钟。MLS是TCP 片在网上的最长存活时间。
TIME_Wait的主要作用是保证关闭的TCP端口不立即被使用。因为当网络存在延迟时，可能当某个端口被关闭后，网络中还有一些重传的TCP片在发向这个端口，如果这个端口立即建立新的TCP连接，则可能会有影响。所以使用2倍的MSL时间来限制这个端口立即被使用。

现在的问题在于，4分钟的时间有点长。
因此，Time_wait的影响，我想，首先每个TCP连接都各自有个数据结构，叫TCP Control Block.Time_wait的时候这个数据结构没有被释放。所以当有太多的TCP连接时，内存可能会被占用很多。

对应方法:

修改Linux内核参数，减少TCP连接中的TIME_WAIT sockets

　　新增的一组Apache服务器上线以来，我用netstat -an命令发现服务器中有大量状态为TIME-WAIT的TCP连接，于是用/sbin/sysctl -a查看了一下Linux的各项内核参数，并翻阅有关资料，决定修改其中的两项参数，以达到减少TCP连接中TIME-WAIT sockets的目的。

复制内容到剪贴板

代码:

vi /etc/sysctl.conf

编辑/etc/sysctl.conf文件，增加三行：

代码:

net.ipv4.tcp_syncookies = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1

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。

　　再执行以下命令，让修改结果立即生效：

代码:

/sbin/sysctl -p

用以下语句看了一下服务器的TCP状态：

复制内容到剪贴板

代码:

netstat -n | awk '/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print a, S[a]}'

返回结果如下：

代码:

ESTABLISHED 1423
FIN_WAIT1 1
FIN_WAIT2 262
SYN_SENT 1
TIME_WAIT 962

效果：处于TIME_WAIT状态的sockets从原来的10000多减少到1000左右。处于SYN_RECV等待处理状态的sockets为0，原来的为50～300。

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