你有没有遇到过进程里开了许多连接,但一看状态都是 TIME_WAIT,如果 TIME_WAIT 状态的 TCP 连接过多,是什么问题导致的呢?
1. 问题描述
模拟高并发的场景,会出现批量的 TIME_WAIT 的 TCP 连接:
短时间后,所有的 TIME_WAIT 全都消失,被回收,端口包括服务,均正常。
即,在高并发的场景下,TIME_WAIT 连接存在,属于正常现象。
线上场景中,持续的高并发场景
Think:
上述大量的 TIME_WAIT 状态 TCP 连接,有什么业务上的影响吗?
Nginx 作为反向代理时,大量的短链接,可能导致 Nginx 上的 TCP 连接处于 time_wait 状态:
统计 TCP 连接的状态:
- // 统计:各种连接的数量
- $ netstat -n | awk '/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print a, S[a]}'
- ESTABLISHED 1154
- TIME_WAIT 1645
Tips:
TCP 本地端口数量,上限为 65535(6.5w),这是因为 TCP 头部使用 16 bit,存储「端口号」,因此约束上限为 65535。
2. 问题分析
大量的 TIME_WAIT 状态 TCP 连接存在,其本质原因是什么?
TIME_WAIT 状态:
3. 解决办法
解决上述 time_wait 状态大量存在,导致新连接创建失败的问题,一般解决办法:
(1) 客户端,HTTP 请求的头部,connection 设置为 keep-alive,保持存活一段时间:现在的浏览器,一般都这么进行了
(2) 服务器端
结论:几个核心要点
(1) time_wait 状态的影响:
(2) 现实场景:
(3) 解决办法:
4. 附录
几个方面:
(1) 附录 A:查询 TCP 连接状态
Mac 下,查询 TCP 连接状态的具体命令:
- // Mac 下,查询 TCP 连接状态
- $ netstat -nat |grep TIME_WAIT
- // Mac 下,查询 TCP 连接状态,其中 -E 表示 grep 或的匹配逻辑
- $ netstat -nat | grep -E "TIME_WAIT|Local Address"
- Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address (state)
- tcp4 0 0 127.0.0.1.1080 127.0.0.1.59061 TIME_WAIT
- // 统计:各种连接的数量
- $ netstat -n | awk '/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print a, S[a]}'
- ESTABLISHED 1154
- TIME_WAIT 1645
(2) 附录 B:MSL 时间
MSL,Maximum Segment Lifetime,“报文最大生存时间”
Tips:
RFC 793中规定MSL为2分钟,实际应用中常用的是30秒,1分钟和2分钟等。
2MSL,TCP 的 TIME_WAIT 状态,也称为2MSL等待状态:
不过在实际应用中,可以通过设置 「SO_REUSEADDR选项」,达到不必等待2MSL时间结束,即可使用被占用的端口。
(3) 附录 C:TCP 三次握手和四次握手
具体示意图:
几个核心疑问:
(1) time_wait 是「服务器端」的状态?or 「客户端」的状态?
(2) 服务器在对外服务时,是「客户端」发起的断开连接?还是「服务器」发起的断开连接?
关于 HTTP 请求中,设置的主动关闭 TCP 连接的机制:TIME_WAIT的是主动断开方才会出现的,所以主动断开方是服务端?
关于 time_wait:
(1) TCP 连接建立后,「主动关闭连接」的一端,收到对方的 FIN 请求后,发送 ACK 响应,会处于 time_wait 状态;
(2) time_wait 状态,存在的必要性:
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