linux服务器开发中网络数据分析与故障排查( 五 ) _linux服务器

TIME_WAIT

根据三次握手断开连接规定，发起socket主动关闭的一方 socket将进入TIME_WAIT状态。TIME_WAIT状态将持续2MSL 。TIME_WAIT状态下的socket不能被回收使用。具体现象是对于一个处理大量短连接的服务器，如果是由服务器主动关闭客户端的连接，将导致服务器端存在大量的处于TIME_WAIT状态的socket ，甚至比处于Established状态下的socket多的多，严重影响服务器的处理能力，甚至耗尽可用的socket ，停止服务。TIME_WAIT是TCP协议用以保证被重新分配的socket不会受到之前残留的延迟重发报文影响的机制,是必要的逻辑保证。和TIME_WAIT状态有关的系统参数有一般由3个，本机设置如下：
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
net.ipv4.tcp_fin_timeout ，默认60s ，减小fin_timeout ，减少TIME_WAIT连接数量。
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 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_recycle = 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。
我们这里总结一下这些与tcp状态的选项：
u net.ipv4.tcp_syncookies=1 表示开启SYN Cookies 。当出现SYN等待队列溢出时，启用cookie来处理，可防范少量的SYN攻击。默认为0 ，表示关闭。
u net.ipv4.tcp_tw_reuse=1 表示开启重用。允许将TIME-WAIT套接字重新用于新的TCP连接。默认为0 ，表示关闭。
u net.ipv4.tcp_tw_recycle=1 表示开启TCP连接中TIME-WAIT套接字的快速回收。默认为0 ，表示关闭。
u net.ipv4.tcp_fin_timeout=30 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。
u net.ipv4.tcp_keepalive_time=1200 表示当keepalive启用时， TCP发送keepalive消息的频度。默认是2小时，这里改为20分钟。
u net.ipv4.ip_local_port_range=1024 65000 表示向外连接的端口范围。默认值很小：32768～61000 ，改为1024～65000 。
u net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=8192 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。
u net.ipv4.tcp_max_tw_buckets=5000 表示系统同时保持TIME_WAIT套接字的最大数量，如果超过这个数字， TIME_WAIT套接字将立刻被清除并打印警告信息。默认为180000 ，改为5000 。
注意
上文中用加粗字体标识出来的两个参数：
net.ipv4.tcp_tw_recyclenet.ipv4.tcp_tw_reuse在实际linux内核参数调优时并不建议开启。至于原因，我会单独用一篇文章来介绍。
四、关于跨系统与跨语言之间的网络通信连通问题
如何在JAVA语言中去解析C++的网络数据包，如何在C++中解析Java的网络数据包，对于很多人来说是一件很困难的事情，所以只能变着法子使用第三方的库。其实使用tcpdump工具可以很容易解决与分析。
首先，我们需要明确字节序列这样一个概念，即我们说的大端编码(big endian)和小端编码(little endian) ， x86和x64系列的cpu使用小端编码，而数据在网络上传输，以及Java语言中，使用的是大端编码。那么这是什么意思呢？
我们举个例子，看一个x64机器上的32位数值在内存中的存储方式：

文章插图

【linux服务器开发中网络数据分析与故障排查】i在内存中的地址序列是0x003CF7C4~ 0x003CF7C8 ，值为40 e2 01 00 。

文章插图

十六进制0001e240正好等于10进制123456 ，也就是说小端编码中权重高的的字节值存储在内存地址高（地址值较大）的位置，权重值低的字节值存储在内存地址低（地址值较小）的位置，也就是所谓的高高低低。
相反，大端编码的规则应该是高低低高，也就是说权值高字节存储在内存地址低的位置，权值低的字节存储在内存地址高的位置。
所以，如果我们一个C++程序的int32值123456不作转换地传给Java程序，那么Java按照大端编码的形式读出来的值是：十六进制40E20100 = 十进制1088553216 。