TCP关闭连接(为什么会能 Time_wait,Close_wait ) ?

作者:胡文斌

Tcp 关闭连接问题及注意

最近一段时间一直在学习阅读mina和nio的源码,也发现了一些问题无法解决,然后重读了一下tcp协议,收获颇多。(这就是带着问题去读书的好处

这次就和大家分享一下我们的netframework服务总会抛出一个“connet reset by peer”的原因吧。通过抓包工具分析,主动关闭方直接发送了一个RST flags,而非FIN。就终止连接了。如下图所示:

为什么调用sokcet的close时只通过一次握手就终结连接了?

要分析这个原因那就得从关闭连接程的四次握手,有时也会是三次握手,说起。如下图所示:

大家都知道tcp正常的关闭连接要经过四次握手。如下所示:

在这四次握手状态中,有一个特别要注意的状态TIME_WAIT这个状态是主动关闭方在收到被关闭方的FIN后会处于并长期(2个MSL时间,根据具体的实现不同,这个值会不同,在RFC 1122建议MSL=2分钟,但在Berkeley的实现上使用的值为30s,具体可以看www.rfc.net ,要是没有耐心去看英文的可以看这个网站www.cnpaf.net 里面有协议说明以及相应的源码,java源码中我没有发现这个值,我只能追踪到PlainSocketImpl.java这个类,再往下就是本地接口调用了,因此它是依赖本地操作系统的实现)处于的一个状态也就是大约1-4分钟,然后由操作系统自动回收并将TCP连接设为CLOSED初始状态。如下图所示:

然而在socket的处于TIME_WAIT状态之后到它结束之前,该socket所占用的本地端口号将一直无法释放,因此服务在高并发高负载下运行一段时间后,就常常会出现做为客户端的程序无法向服务端建立新的socket连接的情况,过了1~4分钟之后,客户又可以连接上了,没多久又连接不上,再等1~4分钟之后又可以连接上,(上一个星期我们在做一个服务切换时遇到了这种情况)

这是因为服务方socket资源已经耗尽。netstat命令查看系统将会发现机器上存在大量处于TIME_WAIT状态的socket连接,我这边曾经出现达到了2w多个,并且占用大量的本地端口号。而此时机器上的可用本地端口号被占完,旧的大量处于TIME_WAIT状态的socket尚未被系统回收时,就会出现无法向服务端创建新的socket连接的情况。只能过2分钟之后等系统回收这些socket和端口资源之后才能服务,就这样往复下去。

TCP为什么要这么要让这种TIME_WAIT状态存活这么久呢?其原因有两个(参考stevens的unix网络编程卷1 第38页):

  1. 可靠地实现TCP全双工连接的终止。(确保最后的ACK能让被关闭方接收)
  2. 允许老的重复分节在网络中消逝。(TCP中是可靠的服务,当数据包丢失会重传,当有数据包迷路的情况下,如果不等待2MSL时,当客户端以同样地方式重新和服务建立连接后,上一次迷路的数据包这时可能会到达服务,这时会造成旧包被重新读取)

解决方法:

1、(推荐方法,只能治标不治本)重用本地端口设置SO_REUSEADDR和SO_REUSEPORT (stevens的unix网络编程卷1 第179~182页)有详情的讲解,这样就可以允许同一端口上启动同一服务器的多个实例。怎样理解呢?说白了就是即使socket断了,重新调用前面的socket函数不会再去占用新的一个,而是始终就是一个端口,这样防止socket始终连接不上,会不断地换新端口。Java 中通过调用Socket的setReuseAddress,详细可以查看java.net.Socket源码。【这个地方会有风险,具体可以看(stevens的unix网络编程卷1 第181页)

2、修改内核TIME_WAIT等待的值,如果客户端和服务器都在同个路由器下,这个是非常推荐的。(链路好,重传机率低)

3、(不推崇,但目前我们是这样做的,这个是造成(“connet reset by peer”)的元凶)设置SO_LINGER的值,java中是调用socket的 setSoLinger目前我们是设置为0的。设置为这个值的意思是当主动关闭方设置了setSoLinger(true,0)时,并调用close后,立该发送一个RST标志给对端,该TCP连接将立刻夭折,无论是否有排队数据未发送或未被确认。这种关闭方式称为“强行关闭”,而后套接字的虚电路立即被复位,尚未发出的所有数据都会丢失。而被动关闭方却不知道对端已经彻底断开。当被动关闭方正阻塞在recv()调用上时,接受到RST时,会立刻得到一个“connet reset by peer”的异常(即对端已经关闭),c中是返回一个EPEERRST错。

为什么不推崇这种方法在(stevens的unix网络编程卷1 第173页)有详细的讲解。因为TIME_WAIT状态是我们的朋友,它是有助有我们的(也就是说,它会让旧的重复分节在网络中超时消失(当我们的链路越长,ISP复杂的情况下(从网通到教育网的ping包用了9000ms),重复的分节的比例是非常高的。))。而且我们主动关闭连接方大都是由客户端发起的(除了HTTP服务和异常),而且客户方一般都不会有持续的大并发请求。 因此对资源没有这么苛刻要求。

原创声明,本文系作者授权云+社区-专栏发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

编辑于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏Java技术

基于TCP和HTTP协议的RPC简单实现

(1)RPC(Remote Procedure Call Protocol)——远程过程调用协议,它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务,而不需要了解底层网...

593
来自专栏博客园

WCF

  WCF(Windows Communication Foundation)是由微软开发的一系列支持数据通信的应用程序框架,可以翻译为Windows通信开发平...

963
来自专栏Kevin-ZhangCG

解决端口冲突问题(查询端口占用进程并kill) 1. 查看端口占用

1062
来自专栏漫漫全栈路

.NET Framework概述

什么是 .NET Framework? .NET Framework 是为其运行的应用提供各种服务的托管执行环境。 它包括两个主要组件:公共语言运行时 (CLR...

3535
来自专栏北京马哥教育

十二条Linux运维面试必备经典笔试/面试题,来挑战一下!

又到了一年一度的秋招,作为运维方向,看了一些面经,收集了一些笔试面试题,总结了一下,贴出来仅供参考,有错误的地方还请指出. 1.Linux设置环境变量 暂时的:...

4219
来自专栏潘安群的专栏

Linux下TCP延迟确认(Delayed Ack)机制导致的时延问题分析

同事随手写个压力测试程序,其实现逻辑为:每秒钟先连续发N个132字节的包,然后连续收N个由后台服务回显回来的132字节包...

22.2K7
来自专栏匠心独运的博客

消息中间件—RabbitMQ(初探篇)

文章摘要:本篇文章为RabbitMQ的入门文章,不像其他一些程序代码和应用实战性的文章会带着大家从一个“Hello World”的简单例子出发,在该篇幅中主要给...

662
来自专栏JAVA高级架构开发

一个分布式java爬虫框架JLiteSpider

A lite distributed Java spider framework. 这是一个轻量级的分布式java爬虫框架

890
来自专栏xingoo, 一个梦想做发明家的程序员

套接口选项

getsockopt() setsockopt() optval中的返回值,0表示选项关闭,1表示选项打开 SO_BROADCAST套接口选项: 能或禁止进程发...

1795
来自专栏北京马哥教育

十二条Linux运维面试必备经典笔试/面试题,来挑战一下吧!

运维行业正在变革,推荐阅读:30万年薪Linux运维工程师成长魔法 又到了一年一度的秋招,作为运维方向,看了一些面经,收集了一些笔试面试题,总结了一下,贴出来仅...

34615

扫码关注云+社区