TCP协议中的backlog参数

backlog参数的含义

TCP建立连接是要进行三次握手，但是否完成三次握手后，服务器就处理（accept）呢？

backlog其实是一个连接队列，在Linux内核2.2之前，backlog大小包括半连接状态和全连接状态两种队列大小。

• 半连接状态为：服务器处于Listen状态时收到客户端SYN报文时放入半连接队列中，即SYN queue（服务器端口状态为：SYN_RCVD）。
• 全连接状态为：TCP的连接状态从服务器（SYN+ACK）响应客户端后，到客户端的ACK报文到达服务器之前，则一直保留在半连接状态中；当服务器接收到客户端的ACK报文后，该条目将从半连接队列搬到全连接队列尾部，即 accept queue （服务器端口状态为：ESTABLISHED）。

在Linux内核2.2之后，分离为两个backlog来分别限制半连接（SYN_RCVD状态）队列大小和全连接（ESTABLISHED状态）队列大小。

• SYN queue 队列长度由 /proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog 指定，默认为2048。
• Accept queue 队列长度由 /proc/sys/net/core/somaxconn 和使用listen函数时传入的参数，二者取最小值。默认为128。在Linux内核2.4.25之前，是写死在代码常量 SOMAXCONN ，在Linux内核2.4.25之后，在配置文件 /proc/sys/net/core/somaxconn 中直接修改，或者在 /etc/sysctl.conf 中配置 net.core.somaxconn = 128 。

两个队列在连接过程中所处的位置如下图所示：

tcp_backlog.png

如何查看监听状态

chris@chris-VirtualBox:/media/sf_share/myspace$ netstat -l
Active Internet connections (only servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State      
tcp        0      0 *:5555                  *:*                     LISTEN     
tcp        0      0 chris-VirtualBox:domain *:*                     LISTEN     
tcp        0      0 localhost:ipp           *:*                     LISTEN     
tcp6       0      0 ip6-localhost:ipp       [::]:*                  LISTEN     
udp        0      0 *:mdns                  *:*                                
udp        0      0 *:42226                 *:*                                
udp        0      0 *:57698                 *:*                                
udp        0      0 *:ipp                   *:*                                
udp        0      0 chris-VirtualBox:domain *:*                                
udp        0      0 *:bootpc                *:*                                
udp6       0      0 [::]:mdns               [::]:*                             
udp6       0      0 [::]:38317              [::]:*                             
raw6       0      0 [::]:ipv6-icmp          [::]:*     

Recv-Q & Send-Q

先看下man netstat中的说明：

• Recv-Q：The count of bytes not copied by the user program connected to this socket.
• Send-Q：The count of bytes not acknowledged by the remote host.

这里有一篇关于这两个队列的分析文章，https://www.cnblogs.com/leezhxing/p/5329786.html，结论是这样，要区分LISTEN状态和其他状态：

• LISTEN 状态: Recv-Q 表示的当前等待服务端调用 accept 完成三次握手的 listen backlog 数值，也就是说，当客户端通过 connect() 去连接正在 listen() 的服务端时，这些连接会一直处于这个 queue 里面直到被服务端 accept()；Send-Q 表示的则是最大的 listen backlog 数值，这就就是上面提到的 min(backlog, somaxconn) 的值。
• 其余状态: 非 LISTEN 状态之前理解的没有问题。Recv-Q 表示 receive queue 中的 bytes 数量；Send-Q 表示 send queue 中的 bytes 数值。

在我的机器上做了下验证

• 操作系统

$ uname -a
Linux ubuntu 3.11.0-15-generic #25~precise1-Ubuntu SMP Thu Jan 30 17:39:31 UTC 2014 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

在8888这个端口启动一个监听程序, 程序中不accept

• netstat命令查看

$ netstat -apn |grep 8888
tcp        0      0 127.0.0.1:8888          0.0.0.0:*               LISTEN      5399/thundering_her

• 打开两个telnet连接

telnet 127.0.0.1 8888

• ss命令查看

$ ss -l |grep 8888
LISTEN      2      50                                       127.0.0.1:8888                                              *:* 

Send-Q为2，Recv-Q为listen中设置的值

结论：
两个命令中Send-Q和Recv-Q的含义是不同的，

• netstat中应该是man里面说明的含义
• ss中才是上面文章中的结论：
  1. Recv-Q 表示的当前等待服务端调用 accept 完成三次握手的 listen backlog 数值；
  2. Send-Q 表示min(backlog, somaxconn)