专栏首页sunsky一次TIME_WAIT和CLOSE_WAIT故障和解决办法

一次TIME_WAIT和CLOSE_WAIT故障和解决办法

昨天解决了一个curl调用错误导致的服务器异常,具体过程如下:

里头的分析过程有提到,通过查看服务器网络状态检测到服务器有大量的CLOSE_WAIT的状态。

在服务器的日常维护过程中,会经常用到下面的命令:

它会显示例如下面的信息:

TIME_WAIT 814 CLOSE_WAIT 1 FIN_WAIT1 1 ESTABLISHED 634 SYN_RECV 2 LAST_ACK 1

常用的三个状态是:ESTABLISHED 表示正在通信,TIME_WAIT 表示主动关闭,CLOSE_WAIT 表示被动关闭。

具体每种状态什么意思,其实无需多说,看看下面这种图就明白了,注意这里提到的服务器应该是业务请求接受处理的一方:

这么多状态不用都记住,只要了解到我上面提到的最常见的三种状态的意义就可以了。一般不到万不得已的情况也不会去查看网络状态,如果服务器出了异常,百分之八九十都是下面两种情况:

1.服务器保持了大量TIME_WAIT状态

2.服务器保持了大量CLOSE_WAIT状态

因为linux分配给一个用户的文件句柄是有限的(可以参考:http://blog.csdn.net/shootyou/article/details/6579139),而TIME_WAIT和CLOSE_WAIT两种状态如果一直被保持,那么意味着对应数目的通道就一直被占着,而且是“占着茅坑不使劲”,一旦达到句柄数上限,新的请求就无法被处理了,接着就是大量Too Many Open Files异常,tomcat崩溃。。。

下 面来讨论下这两种情况的处理方法,网上有很多资料把这两种情况的处理方法混为一谈,以为优化系统内核参数就可以解决问题,其实是不恰当的,优化系统内核参 数解决TIME_WAIT可能很容易,但是应对CLOSE_WAIT的情况还是需要从程序本身出发。现在来分别说说这两种情况的处理方法:

1.服务器保持了大量TIME_WAIT状态

这种情况比较常见,一些爬虫服务器或者WEB服务器(如果网管在安装的时候没有做内核参数优化的话)上经常会遇到这个问题,这个问题是怎么产生的呢?

从 上面的示意图可以看得出来,TIME_WAIT是主动关闭连接的一方保持的状态,对于爬虫服务器来说他本身就是“客户端”,在完成一个爬取任务之后,他就 会发起主动关闭连接,从而进入TIME_WAIT的状态,然后在保持这个状态2MSL(max segment lifetime)时间之后,彻底关闭回收资源。为什么要这么做?明明就已经主动关闭连接了为啥还要保持资源一段时间呢?这个是TCP/IP的设计者规定 的,主要出于以下两个方面的考虑:

1.防止上一次连接中的包,迷路后重新出现,影响新连接(经过2MSL,上一次连接中所有的重复包都会消失) 2. 可靠的关闭TCP连接。在主动关闭方发送的最后一个 ack(fin) ,有可能丢失,这时被动方会重新发fin, 如果这时主动方处于 CLOSED 状态 ,就会响应 rst 而不是 ack。所以主动方要处于 TIME_WAIT 状态,而不能是 CLOSED 。另外这么设计TIME_WAIT 会定时的回收资源,并不会占用很大资源的,除非短时间内接受大量请求或者受到攻击。

关于MSL引用下面一段话:

再引用网络资源的一段话:

也就是说HTTP的交互跟上面画的那个图是不一样的,关闭连接的不是客户端,而是服务器,所以web服务器也是会出现大量的TIME_WAIT的情况的。

现在来说如何来解决这个问题。

解决思路很简单,就是让服务器能够快速回收和重用那些TIME_WAIT的资源。

下面来看一下我们网管对/etc/sysctl.conf文件的修改:

修改完之后执行/sbin/sysctl -p让参数生效。

这里头主要注意到的是net.ipv4.tcp_tw_reuse

net.ipv4.tcp_tw_recycle net.ipv4.tcp_fin_timeout net.ipv4.tcp_keepalive_*

这几个参数。

net.ipv4.tcp_tw_reuse和net.ipv4.tcp_tw_recycle的开启都是为了回收处于TIME_WAIT状态的资源。

net.ipv4.tcp_fin_timeout这个时间可以减少在异常情况下服务器从FIN-WAIT-2转到TIME_WAIT的时间。

net.ipv4.tcp_keepalive_*一系列参数,是用来设置服务器检测连接存活的相关配置。

关于keepalive的用途可以参考:http://hi.baidu.com/tantea/blog/item/580b9d0218f981793812bb7b.html

2.服务器保持了大量CLOSE_WAIT状态

休息一下,喘口气,一开始只是打算说说TIME_WAIT和CLOSE_WAIT的区别,没想到越挖越深,这也是写博客总结的好处,总可以有意外的收获。

TIME_WAIT状态可以通过优化服务器参数得到解决,因为发生TIME_WAIT的情况是服务器自己可控的,要么就是对方连接的异常,要么就是自己没有迅速回收资源,总之不是由于自己程序错误导致的。

但 是CLOSE_WAIT就不一样了,从上面的图可以看出来,如果一直保持在CLOSE_WAIT状态,那么只有一种情况,就是在对方关闭连接之后服务器程 序自己没有进一步发出ack信号。换句话说,就是在对方连接关闭之后,程序里没有检测到,或者程序压根就忘记了这个时候需要关闭连接,于是这个资源就一直 被程序占着。个人觉得这种情况,通过服务器内核参数也没办法解决,服务器对于程序抢占的资源没有主动回收的权利,除非终止程序运行。

如果你使用的是HttpClient并且你遇到了大量CLOSE_WAIT的情况,那么这篇日志也许对你有用:http://blog.csdn.net/shootyou/article/details/6615051

在那边日志里头我举了个场景,来说明CLOSE_WAIT和TIME_WAIT的区别,这里重新描述一下:

服 务器A是一台爬虫服务器,它使用简单的HttpClient去请求资源服务器B上面的apache获取文件资源,正常情况下,如果请求成功,那么在抓取完 资源后,服务器A会主动发出关闭连接的请求,这个时候就是主动关闭连接,服务器A的连接状态我们可以看到是TIME_WAIT。如果一旦发生异常呢?假设 请求的资源服务器B上并不存在,那么这个时候就会由服务器B发出关闭连接的请求,服务器A就是被动的关闭了连接,如果服务器A被动关闭连接之后程序员忘了 让HttpClient释放连接,那就会造成CLOSE_WAIT的状态了。

所以如果将大量CLOSE_WAIT的解决办法总结为一句话那就是:查代码。因为问题出在服务器程序里头啊。

总结:

  1. 查看连接状态 ss -s 或者 netstat -n | awk '/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print a, S[a]}'
  2. 修改 /etc/sysctl.conf #对于一个新建连接,内核要发送多少个 SYN 连接请求才决定放弃,不应该大于255,默认值是5,对应于180秒左右时间 net.ipv4.tcp_syn_retries=2 #net.ipv4.tcp_synack_retries=2 #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300秒 net.ipv4.tcp_keepalive_time=1200 net.ipv4.tcp_orphan_retries=3 #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_fin_timeout=20 #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_syn_backlog = 4096 #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_syncookies = 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_reuse = 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_tw_recycle = 1 ##减少超时前的探测次数 net.ipv4.tcp_keepalive_probes=5 ##优化网络设备接收队列 net.core.netdev_max_backlog=3000
  3. 修改完之后执行/sbin/sysctl -p让参数生效

参考资料:

1.linux服务器历险之sysctl优化linux网络:http://blog.csdn.net/chinalinuxzend/article/details/1792184 或者 https://blog.csdn.net/u014659211/article/details/71170742

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