Linux服务器上用netstat查看的11种网络状态及长连接讨论
一、Linux服务器上11种网络连接状态:
注:以下说明最好能结合”图:TCP的状态机”来理解。
SYN:(同步序列编号,Synchronize Sequence Numbers)该标志仅在三次握手建立TCP连接时有效。表示一个新的TCP连接请求。
ACK:( 确认编号 ,Acknowledgement Number) 是对 TCP 请求的确认标志 , 同时提示对端系统已经成功接收所有数据。
FIN:( 结束标志 ,FINish) 用来结束一个 TCP 回话 . 但对应端口仍处于开放状态 , 准备接收后续数据。
1)、LISTEN:首先服务端需要打开一个socket进行监听，状态为LISTEN. /* The socket is listening for incoming connections. 侦听来自远方TCP端口的连接请求 */
2)、SYN_SENT:客户端通过应用程序调用connect进行active open.于是客户端tcp发送一个SYN以请求建立一个连接.之后状态置为SYN_SENT. /*The socket is actively attempting to establish a connection. 在发送连接请求后等待匹配的连接请求 */
3)、SYN_RECV:服务端应发出ACK确认客户端的SYN,同时自己向客户端发送一个SYN. 之后状态置为SYN_RECV /* A connection request has been received from the network. 在收到和发送一个连接请求后等待对连接请求的确认 */
4)、ESTABLISHED: 代表一个打开的连接，双方可以进行或已经在数据交互了。/* The socket has an established connection. 代表一个打开的连接，数据可以传送给用户 */
5)、FIN_WAIT1:主动关闭(active close)端应用程序调用close，于是其TCP发出FIN请求主动关闭连接，之后进入FIN_WAIT1状态./* The socket is closed, and the connection is shutting down. 等待远程TCP的连接中断请求，或先前的连接中断请求的确认 */
6)、CLOSE_WAIT:被动关闭(passive close)端TCP接到FIN后，就发出ACK以回应FIN请求(它的接收也作为文件结束符传递给上层应用程序),并进入CLOSE_WAIT. /* The remote end has shut down, waiting for the socket to close. 等待从本地用户发来的连接中断请求 */
7)、FIN_WAIT2:主动关闭端接到ACK后，就进入了FIN-WAIT-2 ./* Connection is closed, and the socket is waiting for a shutdown from the remote end. 从远程TCP等待连接中断请求 */
8)、LAST_ACK:被动关闭端一段时间后，接收到文件结束符的应用程序将调用CLOSE关闭连接。这导致它的TCP也发送一个 FIN,等待对方的ACK.就进入了LAST-ACK . /* The remote end has shut down, and the socket is closed. Waiting for acknowledgement. 等待原来发向远程TCP的连接中断请求的确认 */
9)、TIME_WAIT:在主动关闭端接收到FIN后，TCP就发送ACK包，并进入TIME-WAIT状态。/* The socket is waiting after close to handle packets still in the network.等待足够的时间以确保远程TCP接收到连接中断请求的确认 */
10)、CLOSING: 比较少见./* Both sockets are shut down but we still don't have all our data sent. 等待远程TCP对连接中断的确认 */
11)、CLOSED: 被动关闭端在接受到ACK包后，就进入了closed的状态。连接结束./* The socket is not being used. 没有任何连接状态 */
TIME_WAIT状态的形成只发生在主动关闭连接的一方。
主动关闭方在接收到被动关闭方的FIN请求后，发送成功给对方一个ACK后,将自己的状态由FIN_WAIT2修改为TIME_WAIT，而必须再等2倍 的MSL(Maximum Segment Lifetime,MSL是一个数据报在internetwork中能存在的时间)时间之后双方才能把状态 都改为CLOSED以关闭连接。目前RHEL里保持TIME_WAIT状态的时间为60秒。
当然上述很多TCP状态在系统里都有对应的解释或设置,可见man tcp
二、关于长连接和短连接:
通俗点讲:短连接就是一次TCP请求得到结果后,连接马上结束.而长连接并不马上断开,而一直保持着,直到长连接TIMEOUT(具体程序都有相关参数说明).长连接可以避免不断的进行TCP三次握手和四次挥手.
长连接(keepalive)是需要靠双方不断的发送探测包来维持的,keepalive期间服务端和客户端的TCP连接状态是ESTABLISHED.目前http 1.1版本里默认都是keepalive(1.0版本默认是不keepalive的)，ie6/7/8和firefox都默认用的是http 1.1版本了(如何查看当前浏览器用的是哪个版本，这里不再赘述)。Apache,java
一个应用至于到底是该使用短连接还是长连接，应该视具体情况而定。一般的应用应该使用长连接。
Netstat 状态分析
etstat状态分类
用netstat -an命令查看！再stat下面有一些英文，简单说一下这些英文具体都代表什么：
LISTEN：(Listening for a connection.)侦听来自远方的TCP端口的连接请求
SYN-SENT：(Active; sent SYN. Waiting for a matching connection request after having sent a connection request.)再发送连接请求后等待匹配的连接请求
SYN-RECEIVED：(Sent and received SYN. Waiting for a confirming connection request acknowledgment after having both received and sent connection requests.)再收到和发送一个连接请求后等待对方对连接请求的确认
ESTABLISHED：(Connection established.)代表一个打开的连接
FIN-WAIT-1：(Closed; sent FIN.)等待远程TCP连接中断请求，或先前的连接中断请求的确认
FIN-WAIT-2：(Closed; FIN is acknowledged; awaiting FIN.)从远程TCP等待连接中断请求
CLOSE-WAIT：(Received FIN; waiting to receive CLOSE.)等待从本地用户发来的连接中断请求
CLOSING：(Closed; exchanged FIN; waiting for FIN.)等待远程TCP对连接中断的确认
LAST-ACK：(Received FIN and CLOSE; waiting for FIN ACK.)等待原来的发向远程TCP的连接中断请求的确认
TIME-WAIT：(In 2 MSL (twice the maximum segment length) quiet wait after close. )等待足够的时间以确保远程TCP接收到连接中断请求的确认
CLOSED：(Connection is closed.)没有任何连接状态
TCP连接建立
首先要说明的是要明确TCP连接建立的过程需要3次握手，下面举例说明各种状态存在的时刻：
1. 首先在服务器A上开启FTP服务，开始侦听来自远端TCP端口的连接请求，这个时候查看服务器A状态为：LISTENING
2. 在客户端B上向A发送FTP连接请求，这个时候数据包同步位置1，这是TCP三次握手的第一步。在发送后没收到确认时，在客户端B上其状态为：SYN-SENT。此时客户端B启动连接定时器。如果在75秒内没有收到应答，则放弃连接建立。
3. 在服务器A上收到从B上发送的SYN同步包后，确认，然后再向B发送SYN的同步包，此数据包同时将TCP标记中的同步位和确认位置1，它既对第一步中的客户端同步数据包进行确认，表示愿意与客户端同步，同时再对客户端主机进行同步请求，这是TCP连接的第一步。这个时候在服务器A上，状态为：SYN-RECEIVED。此时服务器A启动连接定时器。如果在75秒内没有收到应答，则放弃连接建立。
4. 在客户端B上接收到从A上发过来的确认同步包后进行确认，此数据包中将TCP标记中的确认位置1，表示这是一个确认数据包，此时在客户端B状态转换为：ESTABLISHED
5. 服务器A接收到从B发过来的确认包后，状态转换为：ESTABLISHED
此时TCP连接正式建立。
TCP连接关闭
6. 应用程序在在连接不需要的时候，通过客户端B向服务器A发送的终止信息的FIN包后，客户端B处于FIN-WAIT-1状态。
7. 从服务器A接收到客户端B发送的终止数据包，它告诉客户端B已成功接收客户端的上数据包，此时等待应用程序来关闭连接，此时服务器A进入CLOSE_WAIT状态。
8. 客户端B接收到带有确认位的数据包后，对此进行确认，同意关闭TCP连接此时客户端B转移到FIN-WAIT-2状态。当连接从FIN-WAIT-1状态转移到FIN-WAIT-2状态时，将一个FIN-WAIT-2定时器设置为10分钟。
9. 服务器A在应用程序同意终止连接后，向客户端B发送终止FIN包，此时服务器状态转为LAST-ACT。
10. 客户端B在接收到从服务器A发送的终止包后，同意终止连接，然后再向服务器端发送确认信息，此时客户端B转向TIME-WAIT状态。当连接进入TIME-WAIT状态时，该定时器被激活。
11. 服务端A在收到客户端B的确认后，关闭连接，服务器A状态转向CLOSED。
12. 客户端B在TIME-WAIT定时器超时时，与该连接相关的内核数据块被删除，连接终止，转向CLOSED状态。
此时TCP连接正式关闭。
备注
1. 一个由客户端发起的关闭TCP连接的示意图：
2. 连接终止请求对与建立连接的双方是可以同时发出的，在发出终止请求后，双方都进入FIN-WAIT-1状态，随着定时器的超时，双方都进入CLOSING状态，在这个定时器再次超时后，均转入TIME-WAIT状态，在TIME-WAIT的定时器超时后，双方均放弃这次连接，连接转为CLOSE状态。如图示：
tomcat的CLOSE_WAIT原因
如果是CLIENT端主動斷掉當前連接的話，那麼雙方關閉這個TCP連接共需要四個packet：
Client ---> FIN ---> Server
Client <--- ACK <--- Server
這時候Client端處於FIN_WAIT_2狀態；而Server 程序處於CLOSE_WAIT狀態。
Client <--- FIN <--- Server
這時Server 發送FIN給Client，Server 就成為LAST_ACK狀態。
Client ---> ACK ---> Server
Client回應了ACK，那麼Server 才會成為CLOSED狀態。
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解決方法:
1.(暫時生效,重新啓動 linux 後,會還原成預設值)
sysctl -w net.ipv4.tcp_fin_timeout=30
sysctl -w net.ipv4.tcp_keepalive_time=1800
sysctl -w net.ipv4.tcp_keepalive_probes=2
sysctl -w net.ipv4.tcp_keepalive_intvl=2
2.(永久生效)
vi /etc/sysctl.conf
# Decrease the time default value for tcp_fin_timeout connection
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
# Decrease the time default value for tcp_keepalive_time connection
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1800
# 探測次數
net.ipv4.tcp_keepalive_probes=2
# 探測間隔秒數
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl=2
編輯完 /etc/sysctl.conf,要重啓network 才會生效
[root@temp /]# /etc/rc.d/init.d/network restart
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PS: 發生CLOSE_WAIT 的原因,可能在於程式內 一端的Socket使用close後，另一端的Socket沒有使用close.檢查一下代碼內是否有 Server端在某些異常情況時，沒有關閉Socket，將之修改,應可改正此一問題
close_wait状态的产生原因及解决
最近需要上线的逻辑server由于需要与大量的后台server交互，今天突然发现有大量的close_wait产生，于是仔细研究了一下：
首先我们知道，如果我们的服务器程序处于CLOSE_WAIT状态的话，说明套接字是被动关闭的！
因为如果是CLIENT端主动断掉当前连接的话，那么双方关闭这个TCP连接共需要四个packet：
Client ---> FIN ---> Server
Client <--- ACK <--- Server
这时候Client端处于FIN_WAIT_2状态；而Server 程序处于CLOSE_WAIT状态。
Client <--- FIN <--- Server
这时Server 发送FIN给Client，Server 就置为LAST_ACK状态。
Client ---> ACK ---> Server
Client回应了ACK，那么Server 的套接字才会真正置为CLOSED状态。
Server 程序处于CLOSE_WAIT状态，而不是LAST_ACK状态，说明还没有发FIN给Client，那么可能是在关闭连接之前还有许多数据要发送或者其他事要做，导致没有发这个FIN packet。
通常来说，一个CLOSE_WAIT会维持至少2个小时的时间（这个时间外网服务器通常会做调整，要不然太危险了）。如果有个流氓特地写了个程序，给你造成一堆的CLOSE_WAIT，消耗
你的资源，那么通常是等不到释放那一刻，系统就已经解决崩溃了。
只能通过修改一下TCP/IP的参数，来缩短这个时间：修改tcp_keepalive_*系列参数有助于解决这个问题。
但是实际上，还是主要是因为我们的程序代码有问题，通常是如下问题：
比如被动关闭的是客户端。。。
当对方调用closesocket的时候，你的程序正在
int nRet = recv(s,....);
if (nRet == SOCKET_ERROR)
{
// closesocket(s);
return FALSE;
}
很多人就是忘记了那句closesocket，这种代码太常见了。
我的理解，当主动关闭的一方发送FIN到被动关闭这边后，被动关闭这边的TCP马上回应一个ACK过去，同时向上面应用程序提交一个ERROR，导 致上面的SOCKET的send或者recv返回SOCKET_ERROR，正常情况下，如果上面在返回SOCKET_ERROR后调用了 closesocket,那么被动关闭的者一方的TCP就会发送一个FIN过去，自己的状态就变迁到LAST_ACK.