Tcp连接出现大量ESTABLISHED连接解决方法

TCP状态转移要点
TCP协议规定，对于已经建立的连接，网络双方要进行四次握手才能成功断开连接，如果缺少了其中某个步骤，将会使连接处于假死状态，连接本身占用的资源不 会被释放。网络服务器程序要同时管理大量连接，所以很有必要保证无用连接完全断开，否则大量僵死的连接会浪费许多服务器资源。在众多TCP状态中，最值得 注意的状态有两个：CLOSE_WAIT和TIME_WAIT。  

1、LISTENING状态
FTP服务启动后首先处于侦听（LISTENING）状态。

2、ESTABLISHED状态
ESTABLISHED的意思是建立连接。表示两台机器正在通信。

3、CLOSE_WAIT

    对方主动关闭连接或者网络异常导致连接中断，这时我方的状态会变成CLOSE_WAIT 此时我方要调用close()来使得连接正确关闭

4、TIME_WAIT

    我方主动调用close()断开连接，收到对方确认后状态变为TIME_WAIT。TCP协议规定TIME_WAIT状态会一直持续2MSL(即两倍的分 段最大生存期)，以此来确保旧的连接状态不会对新连接产生影响。处于TIME_WAIT状态的连接占用的资源不会被内核释放，所以作为服务器，在可能的情 况下，尽量不要主动断开连接，以减少TIME_WAIT状态造成的资源浪费。

    目前有一种避免TIME_WAIT资源浪费的方法，就是关闭socket的LINGER选项。但这种做法是TCP协议不推荐使用的，在某些情况下这个操作可能会带来错误。

5、SYN_SENT状态

　 　SYN_SENT状态表示请求连接，当你要访问其它的计算机的服务时首先要发个同步信号给该端口，此时状态为SYN_SENT，如果连接成功了就变为 ESTABLISHED，此时SYN_SENT状态非常短暂。但如果发现SYN_SENT非常多且在向不同的机器发出，那你的机器可能中了冲击波或震荡波 之类的病毒了。这类病毒为了感染别的计算机，它就要扫描别的计算机，在扫描的过程中对每个要扫描的计算机都要发出了同步请求，这也是出现许多 SYN_SENT的原因。

根据TCP协议定义的3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2个MSL(Max Segment Lifetime),在Windows下默认为4分钟,即240秒,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.

TCP协议中有TIME_WAIT这个状态
主要有两个原因
1。防止上一次连接中的包，迷路后重新出现，影响新连接（经过2MSL，上一次连接中所有的重复包都会消失）
2。可靠的关闭TCP连接。在主动关闭方发送的最后一个 ack(fin) ，有可能丢失，这时被动方会重新发
fin, 如果这时主动方处于 CLOSED 状态 ，就会响应 rst 而不是 ack。所以主动方要处于 TIME_WAIT 状态，而不能是 CLOSED 。

查看系统TCP连接资源命令

查看网络连接数：

# netstat -an |grep xx |wc -l        查看某个/特定ip的连接数
# netstat -an |grep TIME_WAIT|wc -l    查看连接数等待time_wait状态连接数
# netstat -an |grep ESTABLISHED |wc -l    查看建立稳定连接数量

查看不同状态的连接数数量

# netstat -an | awk '/^tcp/ {++y[$NF]} END {for(w in y) print w, y[w]}'
  LISTEN 8
  ESTABLISHED 2400
  FIN_WAIT1 2
  TIME_WAIT 6000

一般情况下，系统的socket资源默认5000个。（非官方）

状态：描述
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表示处理完毕，等待超时结束的请求数。
LAST_ACK：等待所有分组死掉

查看每个ip跟服务器建立的连接数

# netstat -nat|grep "tcp"|awk ' {print$5}'|awk -F : '{print$1}'|sort|uniq -c|sort -rn
    444 10.71.177.123
    102 100.11.71.123
    101 49.14.55.132
（PS：正则解析：显示第5列，-F : 以：分割，显示列，sort 排序，uniq -c统计排序过程中的重复行，sort -rn 按纯数字进行逆序排序）

 

查看每个ip建立的ESTABLISHED/TIME_OUT状态的连接数

# netstat -nat|grep ESTABLISHED|awk '{print$5}'|awk -F : '{print$1}'|sort|uniq -c|sort -rn
    24 103.56.195.17
    19 45.116.147.186
    18 103.56.195.18
    17 45.116.147.178

问题1：怎么解决大量Time_Wait

通过调整内核参数：

vim /etc/sysctl.conf
#编辑文件，加入以下内容：
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
#然后执行 /sbin/sysctl -p 让参数生效。

配置说明：

net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示开启SYN Cookies。当出现SYN等待队列溢出时，启用cookies来处理，可防范少量SYN攻击，默认为0，表示关闭；

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；

net.ipv4.tcp_fin_timeout=30修改系統默认的 TIMEOUT 时间。

如果以上配置调优后性能还不理想，可继续修改一下配置：

vi /etc/sysctl.conf

net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200
#表示当keepalive起用的时候，TCP发送keepalive消息的频度。缺省是2小时，改为20分钟。

net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000
#表示用于向外连接的端口范围。缺省情况下很小：32768到61000，改为1024到65000。

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。

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。对于Apache、Nginx等服务器，上几行的参数可以很好地减少TIME_WAIT套接字数量。
但是对于 Squid，效果却不大。此项参数可以控制TIME_WAIT套接字的最大数量，避免Squid服务器被大量的TIME_WAIT套接字拖死。

调优完毕，再压一下看看效果吧。

# netstat -an | awk '/^tcp/ {++y[$NF]} END {for(w in y) print w, y[w]}'

问题2：怎么解决请求结束后依然存在大量ESTABLISHED没有被释放

初步推断是tomcat服务器回收session时出了问题，这个一般都跟服务器的Timeout设置有联系。

查看tomcat的配置文件 server.xml

< Connector  port = "8080"  protocol = "HTTP/1.1"
               connectionTimeout = "20000"
               redirectPort = "8443"  URIEncoding = "UTF-8"  />
*****

检查配置得出20000毫秒的时候acceptCount=”100” ，明显不合理，最大连接数也太小了吧。

所以进一步优化：

connectionTimeout="20000" 改为 connectionTimeout="100"

acceptCount="100"改为acceptCount="5000"

优化完毕，继续压测...

系统响应能力节节攀升，之前LoadRunner报错问题直到压倒***并发也再也没有出现。

Action.c(380): 错误 -26608: 对于“http://www.cnlogs.com/javame”，HTTP 状态代码=504 (Gateway Time-out)