网络--TIME_WAIT状态
MSL时间
MSL就是maximum segment lifetime(最大分节生命期),这是一个IP数据包能在互联网上生存的最长时间,超过这个时间IP数据包将在网络中消失 。MSL在RFC 1122上建议是2分钟,而源自berkeley的TCP实现传统上使用30秒。
TIME_WAIT状态维持时间
TIME_WAIT状态维持时间是两个MSL时间长度,也就是在1-4分钟。Windows操作系统就是4分钟。
用于统计当前各种状态的连接的数量的命令
---------------------------
#netstat -n | awk '/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print a, S[a]}'
返回结果如下:
LAST_ACK 14
SYN_RECV 348
ESTABLISHED 70
FIN_WAIT1 229
FIN_WAIT2 30
CLOSING 33
TIME_WAIT 18122
对上述结果的解释:
CLOSED:无连接是活动的或正在进行
LISTEN:服务器在等待进入呼叫
SYN_RECV:一个连接请求已经到达,等待确认
SYN_SENT:应用已经开始,打开一个连接
ESTABLISHED:正常数据传输状态
FIN_WAIT1:应用说它已经完成
FIN_WAIT2:另一边已同意释放
ITMED_WAIT:等待所有分组死掉
CLOSING:两边同时尝试关闭
TIME_WAIT:另一边已初始化一个释放
LAST_ACK:等待所有分组死掉
TIME_WAIT状态原理
通信双方建立TCP连接后,主动关闭连接的一方就会进入TIME_WAIT状态。客户端主动关闭连接时,会发送最后一个ack后,然后会进入TIME_WAIT状态,再停留2个MSL时间(后有MSL的解释),进入CLOSED状态。
TIME_WAIT状态存在的理由
TCP/IP协议就是这样设计的,是不可避免的。主要有两个原因:
1)可靠地实现TCP全双工连接的终止
TCP协议在关闭连接的四次握手过程中,最终的ACK是由主动关闭连接的一端(后面统称A端)发出的,如果这个ACK丢失,对方(后面统称B端)将重发出最终的FIN,因此A端必须维护状态信息(TIME_WAIT)允许它重发最终的ACK。如果A端不维持TIME_WAIT状态,而是处于CLOSED 状态,那么A端将响应RST分节,B端收到后将此分节解释成一个错误。
因而,要实现TCP全双工连接的正常终止,必须处理终止过程中四个分节任何一个分节的丢失情况,主动关闭连接的A端必须维持TIME_WAIT状态 。
2)允许老的重复分节在网络中消逝
TCP分节可能由于路由器异常而“迷途”,在迷途期间,TCP发送端可能因确认超时而重发这个分节,迷途的分节在路由器修复后也会被送到最终目的地,这个迟到的迷途分节到达时可能会引起问题。在关闭“前一个连接”之后,马上又重新建立起一个相同的IP和端口之间的“新连接”,“前一个连接”的迷途重复分组在“前一个连接”终止后到达,而被“新连接”收到了。为了避免这个情况,TCP协议不允许处于TIME_WAIT状态的连接启动一个新的可用连接,因为TIME_WAIT状态持续2MSL,就可以保证当成功建立一个新TCP连接的时候,来自旧连接重复分组已经在网络中消逝。
客户端主动关闭连接
注意一个问题,进入TIME_WAIT状态的一般情况下是客户端。
大多数服务器端一般执行被动关闭,服务器不会进入TIME_WAIT状态。
当在服务器端关闭某个服务再重新启动时,服务器是会进入TIME_WAIT状态的。
举例:
1.客户端连接服务器的80服务,这时客户端会启用一个本地的端口访问服务器的80,访问完成后关闭此连接,立刻再次访问服务器的80,这时客户端会启用另一个本地的端口,而不是刚才使用的那个本地端口。原因就是刚才的那个连接还处于TIME_WAIT状态。
2.客户端连接服务器的80服务,这时服务器关闭80端口,立即再次重启80端口的服务,这时可能不会成功启动,原因也是服务器的连接还处于TIME_WAIT状态。服务端提供服务时,一般监听一个端口就够了。例如Apach监听80端口。客户端则是使用一个本地的空闲端口(大于1024),与服务端的Apache的80端口建立连接。当通信时使用短连接,并由客户端主动关闭连接时,主动关闭连接的客户端会产生TIME_WAIT状态的连接,一个TIME_WAIT状态的连接就占用了一个本地端口。这样在TIME_WAIT状态结束之前,本地最多就能承受6万个TIME_WAIT状态的连接,就无端口可用了。客户端与服务端进行短连接的TCP通信,如果在同一台机器上进行压力测试模拟上万的客户请求,并且循环与服务端进行短连接通信,那么这台机器将产生4000个左右的TIME_WAIT socket,后续的短连接就会产生address already in use : connect的异常。
服务端主动关闭连接
当通信时使用短连接,并由服务端主动关闭连接时,主动关闭连接的服务端会产生TIME_WAIT状态的连接。由于都连接到服务端80端口,服务端的TIME_WAIT状态的连接会有很多个。假如server一秒钟处理1000个请求,那么就会积压240秒*1000=24万个TIME_WAIT的记录,服务有能力维护这24万个记录。大多数服务器端一般执行被动关闭,服务器不会进入TIME_WAIT状态。
服务端为了解决这个TIME_WAIT问题,可选择的方式有三种:
1.保证由客户端主动发起关闭(即做为B端)
2.关闭的时候使用RST的方式
3.对处于TIME_WAIT状态的TCP允许重用
一般Apache的配置是:
Timeout 30
KeepAlive On #表示服务器端不会主动关闭链接
MaxKeepAliveRequests 100
KeepAliveTimeout 180
表示:Apache不会主动关闭链接,
两种情况下Apache会主动关闭连接:
1、Apache收到了http协议头中有客户端要求Apache关闭连接信息,如setRequestHeader("Connection", "close");
2、连接保持时间达到了180秒的超时时间,将关闭。
如果配置如下:
KeepAlive Off #表示服务器端会响应完数据后主动关闭链接
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