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TCP backlog参数

backlog 参数主要用于底层方法 int listen(int sockfd, int backlog), 在解释 backlog 参数之前,我们先了解下 tcp 在内核的请求过程,其实就是 tcp 的三次握手:

78_TCP backlog.png

  1. client 发送 SYN 到 server,将状态修改为 SYN_SEND,如果 server 收到请求,则将状态修改为 SYN_RCVD,并把该请求放到 syns queue 队列中。
  2. server 回复 SYN+ACK 给 client,如果 client 收到请求,则将状态修改为 ESTABLISHED,并发送 ACK 给 server。
  3. server 收到 ACK,将状态修改为 ESTABLISHED,并把该请求从 syns queue 中放到 accept queue。

Linux 系统内核中维护了两个队列:syns queue 和 accept queue。

syns queue

用于保存半连接状态的请求,其大小通过 /proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog 指定,一般默认值是 512,不过这个设置有效的前提是系统的 syncookies 功能被禁用。

互联网常见的 TCP SYN FLOOD 恶意 DOS 攻击方式就是建立大量的半连接状态的请求,然后丢弃,导致 syns queue 不能保存其它正常的请求。

accept queue

用于保存全连接状态的请求,其大小通过 /proc/sys/net/core/somaxconn 指定,在使用 listen 函数时,内核会根据传入的 backlog 参数与系统参数 somaxconn,取二者的较小值。

如果 accpet queue 队列满了,server 将发送一个 ECONNREFUSED 错误信息 Connection refused 到 client。

应用层

netty 实现中,backlog 默认通过 NetUtil.SOMAXCONN 指定。

79_TCP backlog.png

当然也可以通过 option 方法自定义 backlog 的大小。

80_TCP backlog.png

多大的backlog是合适的

前面讲了这么多,应用程序设置多大的 backlog 是合理的呢?答案是 It depends,根据不同过的业务场景,需要做对应的调整。

你如果的接口处理连接的速度要求非常高,或者在做压力测试,很有必要调高这个值。如果业务接口本身性能不好,accept 取走已建连的速度较慢,那么把 backlog 调的再大也没有用,只会增加连接失败的可能性。

可以举个典型的 backlog 值供大家参考,NginxRedis 默认的 backlog 值等于 511,Linux 默认的 backlog 为 128,Java 默认的 backlog 等于 50。

tcp_abort_on_overflow参数

默认情况下,全连接队列满以后,服务端会忽略客户端的 ACK,随后会重传 SYN+ACK,也可以修改这种行为,这个值由 /proc/sys/net/ipv4/tcp_abort_on_overflow 决定。

  • tcp_abort_on_overflow 为 0 表示三次握手最后一步全连接队列满以后 server 会丢掉 client 发过来的 ACK,服务端随后会进行重传 SYN+ACK。
  • tcp_abort_on_overflow 为 1 表示全连接队列满以后服务端直接发送 RST 给客户端。

但是回给客户端 RST 包会带来另外一个问题,客户端不知道服务端响应的 RST 包到底是因为「该端口没有进程监听」,还是「该端口有进程监听,只是它的队列满了」。

总结

半连接队列:服务端收到客户端的 SYN 包,回复 SYN+ACK 但是还没有收到客户端 ACK 情况下,会将连接信息放入半连接队列。半连接队列又被称为 SYN 队列。

全连接队列:服务端完成了三次握手,但是还未被 accept 取走的连接队列。全连接队列又被称为 Accept 队列。

半连接队列的大小与用户 listen 传入的 backlog、net.core.somaxconn、net.core.somaxconn 都有关系。

全连接队列的大小是用户 listen 传入的 backlog 与 net.core.somaxconn 的较小值。

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