原创【tcp】关于TIME_WAIT优化

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我们先看一下四次挥手过程



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

netstat -tan | awk '{print $6}' | sort | uniq -c



通过此图先说明几个概念：

**TIME_WAIT的产生条件：**主动关闭方在发送四次挥手的最后一个ACK会变为TIME_WAIT状态，保留次状态的时间为两个MSL（Linux里一个MSL为30s，是不可配置的，除非重新编译内核）


**TIME_WAIT两个MSL的作用：**可靠安全地关闭TCP连接。比如网络拥塞，主动方最后一个ACK被动方没收到，这时被动方会对FIN开启TCP重传，发送多个FIN包，在这时尚未关闭的TIME_WAIT就会把这些尾巴问题处理掉，不至于对新连接及其它服务产生影响。


**TIME_WAIT占用的资源：**少量内存（查资料大概4k）和一个fd。

TIME_WAIT关闭的危害：

1、 网络情况不好时，如果主动方无TIME_WAIT等待，关闭前个连接后，主动方与被动方又建立起新的TCP连接，这时被动方重传或延时过来的FIN包过来后会直接影响新的TCP连接；

2、 同样网络情况不好并且无TIME_WAIT等待，关闭连接后无新连接，当接收到被动方重传或延迟的FIN包后，会给被动方回一个RST包，可能会影响被动方其它的服务连接。


**TCP: time wait bucket table overflow产生原因及影响：**原因是超过了Linux系统tw数量的阀值。危害是超过阀值后﹐系统会把多余的time-wait socket 删除掉，并且显示警告信息，如果是NAT网络环境又存在大量访问，会产生各种连接不稳定断开的情况。


相关参数优化调整

当然得根据服务器的实际情况配置，这里着重讲参数意义。

既然知道了TIME_WAIT的用意了，尽量按照TCP的协议规定来调整，对于tw的reuse、recycle其实是违反TCP协议规定的，服务器资源允许、负载不大的条件下，尽量不要打开，当出现TCP: time wait bucket table overflow，尽量调大下面参数：

tcp_max_tw_buckets = 256000


调整次参数的同时，要调整TIME_WAIT_2到TIME_WAIT的超时时间，默认是60s，优化到30s：

net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30

其它TCP本身的配合参数类似与synack重传次数、syn重传次数等以后介绍，优化后也是有所益处的。


说一下Linux里TIME_WAIT专有的优化参数reuse、recycle，默认也都是关闭的，这两个参数必须在timestamps打开的前提下才能生效使用：

net.ipv4.tcp_timestamps = 1

net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1

机器作为客户端时起作用，开启后time_wait在一秒内回收。


net.ipv4.tcp_tw_recycle = 0（不要开启，现在互联网NAT结构很多，可能直接无法三次握手）

开启后在3.5*RTO(RTO时间是根据RTT时间计算而来)内回收TIME_WAIT，并60s内同一源ip主机的socket connect请求中的timestamp必须是递增的，对于服务端，同一个源ip可能会是NAT后很多机器，这些机器timestamp递增性无可保证，服务器会拒绝非递增请求连接，直接导致不能三次握手。


参考


弄清TIME_WAIT彻底解决TCP:time wait bucket table overflow

http://www.net-add.com/devops/sre/linux/22.html


关于TIME_WAIT问题简述与优化

https://yuerblog.cc/2020/03/09/关于time_wait问题简述与优化


time_wait的快速回收和重用

https://poppywan.readthedocs.io/en/latest/005-common_system_optimiz/001-linux_core_optimize/003-time_wait


如何优化高并发TCP链接中产生的大量的TIME_WAIT的状态

https://cloud.tencent.com/developer/article/1589962


Linux下解决time_wait连接过多

https://zhuanlan.zhihu.com/p/29334504

https://www.oschina.net/translate/optimising-nginx-node-js-and-networking-for-heavy-workloads?print

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    【来源： 简书】
    【作者： Bogon】
    【原文链接】 https://www.jianshu.com/p/e5d77308ae03
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