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如何修改TCP缓冲区才能兼顾并发数量与传输速度?
四次挥手性能调优
1,为什么建立连接是三次握手,而关闭连接需要四次挥手呢?
2.四次挥手的流程,注意5个状态
3.主动方优化
4,被动方调优
最后
如何修改TCP缓冲区才能兼顾并发数量与传输速度?
----------缓冲区动态调节功能-----------
①发送缓冲区自动调整(自动开启): net.ipv4.tcp_wmem = 4096(动态范围下限) 16384(初始默认值) 4194304(动态范围上限) 一旦发送出的数据被确认,而且没有新的数据要发送,就可以把发送缓冲区的内存释放掉
②接收缓冲区自动调整(通过设置net.ipv4.tcp_moderate_rcvbuf = 1开启): net.ipv4.tcp_rmem = 4096(动态范围下限) 87380(初始默认值) 6291456(动态范围上限) 可以依据空闲系统内存的数量来调节接收窗口。如果系统的空闲内存很多,就可以把缓冲区增大一些,这样传给对方的接收窗口也会变大,因而对方的发送速度就会通过增加飞行报文来提升。反之,内存紧张时就会缩小缓冲区,这虽然会减慢速度,但可以保证更多的并发连接正常工作。
③接收缓冲区判断内存空闲的方式: net.ipv4.tcp_mem = 88560 118080 177120 当 TCP 内存小于第 1 个值时,不需要进行自动调节; 在第 1 和第 2 个值之间时,内核开始调节接收缓冲区的大小; 大于第 3 个值时,内核不再为 TCP 分配新内存,此时新连接是无法建立的。 ④带宽时延积的衡量方式:对网络时延多次取样计算平均值,再乘以带宽。
四次挥手性能调优
1,为什么建立连接是三次握手,而关闭连接需要四次挥手呢?
这是因为 TCP 不允许连接处于半打开状态时就单向传输数据,所以在三次握手建立连接时,服务器会把 ACK 和 SYN 放在一起发给客户端,其中,ACK 用来打开客户端的发送通道,SYN 用来打开服务器的发送通道。这样,原本的四次握手就降为三次握手了
2.四次挥手的流程,注意5个状态
3.主动方优化
关闭连接有多种方式,比如进程异常退出时,针对它打开的连接,内核就会发送 RST 报文来关闭。RST 的全称是 Reset 复位的意思,它可以不走四次挥手强行关闭连接,但当报文延迟或者重复传输时,这种方式会导致数据错乱,所以这是不得已而为之的关闭连接方案.
安全关闭连接的方式必须通过四次挥手,它由进程调用 close 或者 shutdown 函数发起,这二者都会向对方发送 FIN 报文(shutdown 参数须传入 SHUT_WR 或者 SHUT_RDWR 才会发送 FIN),区别在于 close 调用后,哪怕对方在半关闭状态下发送的数据到达主动方,进程也无法接收。
此时,这个连接叫做孤儿连接,如果你用 netstat -p 命令,会发现连接对应的进程名为空。而 shutdown 函数调用后,即使连接进入了 FIN_WAIT1 或者 FIN_WAIT2 状态,它也不是孤儿连接,进程仍然可以继续接收数据。
当连接收到 ACK 进入 FIN_WAIT2 状态后,就表示主动方的发送通道已经关闭,接下来将等待对方发送 FIN 报文,关闭对方的发送通道。这时,如果连接是用 shutdown 函数关闭的,连接可以一直处于 FIN_WAIT2 状态。但对于 close 函数关闭的孤儿连接,这个状态不可以持续太久,默认是60秒.这里的60秒和我们TIME_WAIT 状态的60秒一样.这是因为这两个状态都需要保持 2MSL 时长。MSL 全称是 Maximum Segment Lifetime,它定义了一个报文在网络中的最长生存时间(报文每经过一次路由器的转发,IP 头部的 TTL 字段就会减 1,减到 0 时报文就被丢弃,这就限制了报文的最长存活时间)。
四次挥手的主动方,为了应对丢包,允许在 tcp_orphan_retries 次数内重发 FIN 报文。当收到 ACK 报文,连接就进入了 FIN_WAIT2 状态,此时系统的行为依赖这是否为孤儿连接。
如果这是 close 函数关闭的孤儿连接,那么在 tcp_fin_timeout 秒内没有收到对方的 FIN 报文,连接就直接关闭,反之 shutdown 函数关闭的连接则不受此限制。毕竟孤儿连接可能在重发次数内存在数分钟之久,为了应对孤儿连接占用太多的资源,tcp_max_orphans 定义了最大孤儿连接的数量,超过时连接就会直接释放。
当接收到 FIN 报文,并返回 ACK 后,主动方的连接进入 TIME_WAIT 状态。这一状态会持续 1 分钟,为了防止 TIME_WAIT 状态占用太多的资源,tcp_max_tw_buckets 定义了最大数量,超过时连接也会直接释放。当 TIME_WAIT 状态过多时,还可以通过设置 tcp_tw_reuse 和tcp_timestamps 为 1 ,将 TIME_WAIT 状态的端口复用于作为客户端的新连接。
4,被动方调优
被动关闭的连接方应对非常简单,它在回复 ACK 后就进入了 CLOSE_WAIT 状态,等待进程调用 close 函数关闭连接。因此,出现大量 CLOSE_WAIT 状态的连接时,应当从应用程序中找问题。当被动方发送 FIN 报文后,连接就进入 LAST_ACK 状态,在未等来 ACK 时,会在 tcp_orphan_retries 参数的控制下重发 FIN 报文。需要你注意的是,如果被动方迅速调用 close 函数,那么被动方的 ACK 和 FIN 有可能在一个报文中发送,这样看起来,四次挥手会变成三次挥手,这只是一种特殊情况,不用在意。
最后
接下来,双方在等待 ACK 报文的过程中,都等来了 FIN 报文。这是一种新情况,所以连接会进入一种叫做 CLOSING 的新状态,它替代了 FIN_WAIT2 状态。此时,内核回复 ACK 确认对方发送通道的关闭,仅己方的 FIN 报文对应的 ACK 还没有收到。所以,CLOSING 状态与 LAST_ACK 状态下的连接很相似,它会在适时重发 FIN 报文的情况下最终关闭