推荐视频：
10道经典面试题的剖析， 技术方向如何决定职业方向
手写一个用户态协议栈以及零拷贝的实现
c/c++ linux服务器开发学习地址：C/C++Linux服务器开发/后台架构师【零声教育】-学习视频教程-腾讯课堂
你遇到过的问题吗？
我相信很多都遇到过这个问题。一旦有用户在喊：网络变慢了。第一件事情就是， -a | grep | wc -l 一下。哎呀妈呀，几千个.
然后，做的第一件事情就是：打开或者Bing，输入关键词：too many time wait。一定能找到解决方案，而排在最前面或者被很多人到处转载的解决方案一定是：
打开 .conf 文件，修改以下几个参数：
你也会被告知，开启和一定需要的支持，而且这些配置一般不建议开启，但是对解决很多的问题，有很好的用处。
接下来，你就直接修改了这几个参数，一下，发现，咦，没几分钟，的数量真的降低了，也没发现哪个用户说有问题，然后就没有然后了。
做到这一步，相信50%或者更高比例的开发就已经止步了。问题好像解决了，但是，要彻底理解并解决这个问题，可能就没这么简单，或者说，还有很长的路要走！
什么是TIME-WAIT和CLOSE-WAIT?
所谓，要解决问题，就要先理解问题。随便改两行代码，发现bug“没有了”，也不是bug真的没有了，只是隐藏在更深的地方，你没有发现，或者以你的知识水平，你无法发现而已。
大家知道，由于是全双工的工作模式，一个的关闭，是需要四次握手来完成的。
通过上面的一次关闭操作，你可以得出以下几点：
主动关闭连接的一方 – 也就是主动调用的close操作的一方，最终会进入状态被动关闭连接的一方，有一个中间状态，即，因为协议层在等待上层的应用程序，主动调用close操作后才主动关闭这条连接会默认等待2MSL时间后，才最终进入状态；在一个连接没有进入状态之前，这个连接是不能被重用的！
所以，这里凭你的直觉，并不可怕（not ，后面讲），才可怕，因为很多，表示说要么是你的应用程序写的有问题，没有合适的关闭；要么是说，你的服务器CPU处理不过来（CPU太忙）或者你的应用程序一直睡眠到其它地方(锁，或者文件I/O等等)，你的应用程序获得不到合适的调度时间，造成你的程序没法真正的执行close操作。
这里又出现两个问题：
上文提到的连接重用，那连接到底是个什么概念？协议层为什么要设计一个状态？这个状态为什么默认等待2MSL时间才会进入
先解释清楚这两个问题，我们再来看，开头提到的几个网络配置究竟有什么用，以及的后遗症问题。
连接到底是个什么概念？
大家经常提，那么，到底什么是一个？其实，就是一个 五元组，包括：
源IP源端口目的IP目的端口类型：TCP or UDP
这个五元组，即标识了一条可用的连接。注意，有很多人把一个定义成四元组，也就是 源IP:源端口 + 目的IP:目的端口，这个定义是不正确的。
例如，如果你的本地出口IP是180.172.35.150，那么你的浏览器在连接某一个Web服务器，例如百度的时候，这条连接的四元组可能就是：
[180.172.35.150:45678, tcp, 180.97.33.108:80]
源IP为你的出口IP地址 180.172.35.150，源端口为随机端口 45678，目的IP为百度的某一个负载均衡服务器IP 180.97.33.108，端口为HTTP标准的80端口。
如果这个时候，你再开一个浏览器，访问百度，将会产生一条新的连接：
[180.172.35.150:43678, tcp, 180.97.33.108:80]
这条新的连接的源端口为一个新的随机端口 43678。
如此来看，如果你的本机需要压测百度，那么，你最多可以创建多少个连接呢？
第二个问题，有什么用？
如果我们来做个类比的话，的出现，对应的是你的程序里的异常处理，它的出现，就是为了解决网络的丢包和网络不稳定所带来的其他问题：
第一，防止前一个连接【五元组，我们继续以 180.172.35.150:45678, tcp, 180.97.33.108:80 为例】上延迟的数据包或者丢失重传的数据包，被后面复用的连接【前一个连接关闭后，此时你再次访问百度，新的连接可能还是由180.172.35.150:45678, tcp, 180.97.33.108:80 这个五元组来表示，也就是源端口凑巧还是45678】错误的接收（异常：数据丢了，或者传输太慢了），参见下图：
【文章福利】需要C/C++ Linux服务器架构师学习资料加群（资料包括C/C++，Linux，技术，内核，Nginx，，MySQL，Redis，，，ZK，流媒体，CDN，P2P，K8S，，TCP/IP，协程，DPDK，等）
第二，确保连接方能在时间范围内，关闭自己的连接。其实，也是因为丢包造成的，参见下图：
所以，你看到了，的存在是很重要的，如果强制忽略，还是有很高的机率，造成数据粗乱，或者短暂性的连接失败。
那么，为什么说，状态会是持续2MSL（2倍的max ）呢？这个时间可以通过修改内核参数调整吗？第一，这个2MSL，是RFC 793里定义的，参见RFC的截图标红的部分：
这个定义，更多的是一种保障（IP数据包里的TTL，即数据最多存活的跳数，真正反应的才是数据在网络上的存活时间），确保最后丢失了ACK，被动关闭的一方再次重发FIN并等待回复的ACK，一来一去两个来回。内核里，写死了这个MSL的时间为：30秒（有读者提醒，RFC里建议的MSL其实是2分钟，但是很多实现都是30秒），所以的即为1分钟：
所以，再次回想一下前面的问题，如果一条连接，即使在四次握手关闭了，由于的存在，这个连接，在1分钟之内，也无法再次被复用，那么，如果你用一台机器做压测的客户端，你一分钟能发送多少并发连接请求？如果这台是一个负载均衡服务器，一台负载均衡服务器，一分钟可以有多少个连接同时访问后端的服务器呢？
很多，可怕吗？
如果你通过 ss -tan state time-wait | wc -l 发现，系统中有很多，很多人都会紧张。多少算多呢？几百几千？如果是这个量级，其实真的没必要紧张。第一，这个量级，因为所占用的内存很少很少；因为记录和寻找可用的local port所消耗的CPU也基本可以忽略。
会占用内存吗？当然！任何你可以看到的数据，内核里都需要有相关的数据结构来保存这个数据啊。一条处于状态，它也是一条“存在”的，内核里也需要有保持它的数据：
内核里有保存所有连接的一个hash table，这个hash table里面既包含状态的连接，也包含其他状态的连接。主要用于有新的数据到来的时候，从这个hash table里快速找到这条连接。不同的内核对这个hash table的大小设置不同，你可以通过dmesg命令去找到你的内核设置的大小：
还有一个hash table用来保存所有的bound ports，主要用于可以快速的找到一个可用的端口或者随机端口：
由于内核需要保存这些数据，必然，会占用一定的内存。
会消耗CPU吗？当然！每次找到一个随机端口，还是需要遍历一遍bound ports的吧，这必然需要一些CPU时间。
很多，既占内存又消耗CPU，这也是为什么很多人，看到很多，就蠢蠢欲动的想去干掉他们。其实，如果你再进一步去研究，1万条的连接，也就多消耗1M左右的内存，对现代的很多服务器，已经不算什么了。至于CPU，能减少它当然更好，但是不至于因为1万多个hash item就担忧。
如果，你真的想去调优，还是需要搞清楚别人的调优建议，以及调优参数背后的意义！
调优，你必须理解的几个调优参数
在具体的图例之前，我们还是先解析一下相关的几个参数存在的意义。
net.ipv4.
RFC 1323 在 TCP 一节里，引入了的TCP ，两个4字节的时间戳字段，其中第一个4字节字段用来保存发送该数据包的时间，第二个4字节字段用来保存最近一次接收对方发送到数据的时间。有了这两个时间字段，也就有了后续优化的余地。 和 就依赖这些时间字段。
net.ipv4.
字面意思，reuse 状态的连接。 时刻记住一条连接，就是那个五元组，出现状态的连接，一定出现在主动关闭连接的一方。所以，当主动关闭连接的一方，再次向对方发起连接请求的时候（例如，客户端关闭连接，客户端再次连接服务端，此时可以复用了；负载均衡服务器，主动关闭后端的连接，当有新的HTTP请求，负载均衡服务器再次连接后端服务器，此时也可以复用），可以复用状态的连接。 通过字面解释，以及例子说明，你看到了，应用的场景：某一方，需要不断的通过“短连接”连接其他服务器，总是自己先关闭连接(在自己这方)，关闭后又不断的重新连接对方。 那么，当连接被复用了之后，延迟或者重发的数据包到达，新的连接怎么判断，到达的数据是属于复用后的连接，还是复用前的连接呢？那就需要依赖前面提到的两个时间字段了。复用连接后，这条连接的时间被更新为当前的时间，当延迟的数据达到，延迟数据的时间是小于新连接的时间，所以，内核可以通过时间判断出，延迟的数据可以安全的丢弃掉了。 这个配置，依赖于连接双方，同时对的支持。同时，这个配置，仅仅影响连接，即做为客户端的角色，连接服务端[(, )]时复用的。
net.ipv4.
字面意思，销毁掉 。 当开启了这个配置后，内核会快速的回收处于状态的连接。多快？不再是2MSL，而是一个RTO（ ，数据包重传的时间）的时间，这个时间根据RTT动态计算出来，但是远小于2MSL。 有了这个配置，还是需要保障 丢失重传或者延迟的数据包，不会被新的连接(注意，这里不再是复用了，而是之前处于状态的连接已经被掉了，新的连接，刚好是和某一个被掉的连接使用了相同的五元组而已)所错误的接收。在启用该配置，当一个连接进入状态后，内核里会记录包括该连接对应的五元组中的对方IP等在内的一些统计数据，当然也包括从该对方IP所接收到的最近的一次数据包时间。当有新的数据包到达，只要时间晚于内核记录的这个时间，数据包都会被统统的丢掉。 这个配置，依赖于连接双方对的支持。同时，这个配置，主要影响到了的连接（对的连接也有影响，但是不是复用），即做为服务端角色，客户端连进来，服务端主动关闭了连接，状态的处于服务端，服务端快速的回收该状态的连接。 由此，如果客户端处于NAT的网络(多个客户端，同一个IP出口的网络环境)，如果配置了，就可能在一个RTO的时间内，只能有一个客户端和自己连接成功(不同的客户端发包的时间不一致，造成服务端直接把数据包丢弃掉)。
我尽量尝试用文字解释清楚，但是，来点案例和图示，应该有助于我们彻底理解。
我们来看这样一个网络情况：
客户端IP地址为：180.172.35.150，我们可以认为是浏览器负载均衡有两个IP，外网IP地址为 115.29.253.156，内网地址为10.162.74.10；外网地址监听80端口负载均衡背后有两台Web服务器，一台IP地址为 10.162.74.43，监听80端口；另一台为 10.162.74.44，监听 80 端口Web服务器会连接数据服务器，IP地址为 10.162.74.45，监听 3306 端口
这种简单的架构下，我们来看看，在不同的情况下，我们今天谈论的/对网络连接的影响。
先做个假定：
客户端通过HTTP/1.1连接负载均衡，也就是说，HTTP协议投为keep-alive，所以我们假定，客户端 对 负载均衡服务器 的连接，客户端会断开连接，所以，出现在客户端Web服务器和MySQL服务器的连接，我们假定，Web服务器上的程序在连接结束的时候，调用close操作关闭资源连接，所以，出现在 Web 服务器端。
那么，在这种假定下：
Web服务器上，肯定可以配置开启的配置：；如果Web服务器有很多连向DB服务器的连接，可以保证连接的复用。那么，负载均衡服务器和Web服务器，谁先关闭连接，则决定了我们怎么配置/了
方案一：负载均衡服务器 首先关闭连接
在这种情况下，因为负载均衡服务器对Web服务器的连接，大都出现在负载均衡服务器上，所以，在负载均衡服务器上的配置：
在Web服务器上的配置为：
方案二：Web服务器首先关闭来自负载均衡服务器的连接
在这种情况下，Web服务器变成的重灾区。负载均衡对Web服务器的连接，由Web服务器首先关闭连接，出现在Web服务器上；Web服务器对DB服务器的连接，由Web服务器关闭连接，也出现在它身上，此时，负载均衡服务器上的配置：
在Web服务器上的配置：
问题
1. 请问我们所说连接池可以复用连接，是不是意味着，需要等到上个连接time wait结束后才能再次使用?
所谓连接池复用，复用的一定是活跃的连接，所谓活跃，第一表明连接池里的连接都是的，第二，连接池做为上层应用，会有定时的心跳去保持连接的活跃性。既然连接都是活跃的，那就不存在有的概念了，在上篇里也有提到，是在主动关闭连接的一方，在关闭连接后才进入的状态。既然已经关闭了，那么这条连接肯定已经不在连接池里面了，即被连接池释放了。
2. 想请问下，作为负载均衡的机器随机端口使用完的情况下大量，不调整你文字里说的那三个参数，有其他的更好的方案吗？
第一，随机端口使用完，你可以通过调整/etc/.conf下的net.ipv4.配置，至少修改成 net.ipv4.=1024 65535，保证你的负载均衡服务器至少可以使用6万个随机端口，也即可以有6万的反向代理到后端的连接，可以支持每秒1000的并发（想一想，因为状态会持续1分钟后消失，所以一分钟最多有6万，每秒1000）；如果这么多端口都使用完了，也证明你应该加服务器了，或者，你的负载均衡服务器需要配置多个IP地址，或者，你的后端服务器需要监听更多的端口和配置更多的IP（想一下的五元组） 第二，大量的，多大量？如果是几千个，其实不用担心，因为这个内存和CPU的消耗有一些，但是是可以忽略的。 第三，如果真的量很大，上万上万的那种，可以考虑，让后端的服务器主动关闭连接，如果后端服务器没有外网的连接只有负载均衡服务器的连接（主要是没有NAT网络的连接），可以在后端服务器上配置，然后同时，在负载均衡服务器上，配置。
3. 如果想深入的学习一下网络方面的知识，有什么推荐的？
学习网络比学一门编程语言“难”很多。所谓难，其实，是因为需要花很多的时间投入。我自己不算精通，只能说入门和理解。基本书可以推荐：《TCP/IP 协议详解》，必读；《TCP/IP高效编程：改善网络程序的44个技巧》，必读；《Unix环境高级编程》，必读；《Unix网络编程：卷一》，我只读过卷一；另外，还需要熟悉一下网络工具，以及。
———END———
限 时 特 惠： 本站每日持续更新海量各大内部创业教程，永久会员只需109元，全站资源免费下载 点击查看详情
站 长 微 信： nanadh666
