摘自：http://maoyidao.iteye.com/blog/1744277

面試時看到應聘者簡歷中寫精通網絡，TCP編程，我常問一個問題，TCP建立連接需要幾次握手？95%以上的應聘者都能答對是3次。問TCP斷開連接需要幾次握手，70%的應聘者能答對是4次通訊。再問CLOSE_WAIT，TIME_WAIT是什么狀態，怎么產生的，對服務有什么影響，如何消除？有一部分同學就回答不上來。不是我扣細節，而是在通訊為主的前端服務器上，必須有能力處理各種TCP狀態。比如統計在本廠的一臺前端機上高峰時間TCP連接的情況，統計命令：

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Linux shell代碼??

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

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結果：

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除了ESTABLISHED，可以看到連接數比較多的幾個狀態是：FIN_WAIT1, TIME_WAIT, CLOSE_WAIT, SYN_RECV和LAST_ACK；下面的文章就這幾個狀態的產生條件、對系統的影響以及處理方式進行簡單描述。

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TCP狀態

TCP狀態如下圖所示：

可能有點眼花繚亂？再看看這個時序圖

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下面看下大家一般比較關心的三種TCP狀態

SYN_RECV?

服務端收到建立連接的SYN沒有收到ACK包的時候處在SYN_RECV狀態。有兩個相關系統配置：

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1，net.ipv4.tcp_synack_retries ：INTEGER

默認值是5

對于遠端的連接請求SYN，內核會發送SYN ＋ ACK數據報，以確認收到上一個 SYN連接請求包。這是所謂的三次握手( threeway handshake)機制的第二個步驟。這里決定內核在放棄連接之前所送出的 SYN+ACK 數目。不應該大于255，默認值是5，對應于180秒左右時間。通常我們不對這個值進行修改，因為我們希望TCP連接不要因為偶爾的丟包而無法建立。

2，net.ipv4.tcp_syncookies

一般服務器都會設置net.ipv4.tcp_syncookies=1來防止SYN Flood攻擊。假設一個用戶向服務器發送了SYN報文后突然死機或掉線，那么服務器在發出SYN+ACK應答報文后是無法收到客戶端的ACK報文的（第三次握手無法完成），這種情況下服務器端一般會重試（再次發送SYN+ACK給客戶端）并等待一段時間后丟棄這個未完成的連接，這段時間的長度我們稱為SYN Timeout，一般來說這個時間是分鐘的數量級（大約為30秒-2分鐘）。

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這些處在SYNC_RECV的TCP連接稱為半連接，并存儲在內核的半連接隊列中，在內核收到對端發送的ack包時會查找半連接隊列，并將符合的requst_sock信息存儲到完成三次握手的連接的隊列中，然后刪除此半連接。大量SYNC_RECV的TCP連接會導致半連接隊列溢出，這樣后續的連接建立請求會被內核直接丟棄，這就是SYN Flood攻擊。

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能夠有效防范SYN Flood攻擊的手段之一，就是SYN Cookie。SYN Cookie原理由D. J. Bernstain和 Eric Schenk發明。SYN Cookie是對TCP服務器端的三次握手協議作一些修改，專門用來防范SYN Flood攻擊的一種手段。它的原理是，在TCP服務器收到TCP SYN包并返回TCP SYN+ACK包時，不分配一個專門的數據區，而是根據這個SYN包計算出一個cookie值。在收到TCP ACK包時，TCP服務器在根據那個cookie值檢查這個TCP ACK包的合法性。如果合法，再分配專門的數據區進行處理未來的TCP連接。

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觀測服務上SYN_RECV連接個數為：7314，對于一個高并發連接的通訊服務器，這個數字比較正常。

CLOSE_WAIT

發起TCP連接關閉的一方稱為client，被動關閉的一方稱為server。被動關閉的server收到FIN后，但未發出ACK的TCP狀態是CLOSE_WAIT。出現這種狀況一般都是由于server端代碼的問題，如果你的服務器上出現大量CLOSE_WAIT，應該要考慮檢查代碼。

TIME_WAIT

根據TCP協議定義的3次握手斷開連接規定,發起socket主動關閉的一方 socket將進入TIME_WAIT狀態。TIME_WAIT狀態將持續2個MSL(Max Segment Lifetime),在Windows下默認為4分鐘，即240秒。TIME_WAIT狀態下的socket不能被回收使用. 具體現象是對于一個處理大量短連接的服務器,如果是由服務器主動關閉客戶端的連接，將導致服務器端存在大量的處于TIME_WAIT狀態的socket， 甚至比處于Established狀態下的socket多的多,嚴重影響服務器的處理能力，甚至耗盡可用的socket，停止服務。

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為什么需要TIME_WAIT？TIME_WAIT是TCP協議用以保證被重新分配的socket不會受到之前殘留的延遲重發報文影響的機制,是必要的邏輯保證。

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和TIME_WAIT狀態有關的系統參數有一般由3個，本廠設置如下：

net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1

net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1

net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30

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net.ipv4.tcp_fin_timeout，默認60s，減小fin_timeout，減少TIME_WAIT連接數量。

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net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1表示開啟重用。允許將TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP連接，默認為0，表示關閉；

net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1表示開啟TCP連接中TIME-WAIT sockets的快速回收，默認為0，表示關閉。

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下一篇：http://maoyidao.iteye.com/blog/1744309?“通訊系統經驗談【二】解讀內核參數 - socket/文件句柄資源限制參數”會向大家介紹本廠網絡相關設置中的其他選項，特別是系統資源限制相關的內核配置。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的通讯系统经验谈【一】TCP连接状态分析：SYNC_RECV，CLOSE_WAIT，TIME_WAIT的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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