Linux 建立 TCP 連線的超時時間分析

linux 系統預設的建立 tcp 連線的超時時間為 127 秒，對於許多客戶端來說，這個時間都太長了，特別是當這個客戶端實際上是乙個服務的時候，更希望能夠盡早失敗，以便能夠選擇其它的可用服務重新嘗試。

socket 是 linux 下實現的傳輸控制層協議，包括 tcp 和 udp，乙個 socket 端點由 ip 和埠對來唯一標識；如果開啟了位址復用，那麼可以進一步由協議，ip 和埠來唯一標識。

系統呼叫 connect 則是用來嘗試建立 socket 連線（tcp），著名的 tcp 三次握手實際上也由 connect 來觸發完成的。

網路中的連線超時非常常見，所以連線加入了重試機制，同時為了不給服務端帶來過大的壓力，重試也是有相應的策略，有一定的退避機制和重試次數。

在 linux 中，連線超時典型為 2 分 7 秒，而對於一些 client 來說，這是乙個非常長的時間；所以在程式設計中，可以使用非阻塞的方式來實現，例如：使用 poll, epoll 等系統呼叫來實現多路復用等待。

下面來看看 2 分 7 秒是怎樣來的，以及怎樣配置 linux kernel 來縮短這個超時。 2 分 7 秒 2 分 7 秒即 127 秒，剛好是 2 的 7 次方減一，對數字敏感的讀者可能已經看出來了，如果 tcp 握手的 syn 包超時重試按照 2 的冪來退避，那麼：第 1 次傳送 syn 報文後等待 1s（2 的 0 次冪），如果超時，則重試第 2 次傳送後等待 2s（2 的 1 次冪），如果超時，則重試第 3 次傳送後等待 4s（2 的 2 次冪），如果超時，則重試第 4 次傳送後等待 8s（2 的 3 次冪），如果超時，則重試第 5 次傳送後等待 16s（2 的 4 次冪），如果超時，則重試第 6 次傳送後等待 cr（2 的 5 次冪），如果超時，則重試第 7 次傳送後等待 64s（2 的 6 次冪），如果超時，則超時失敗

上面的結果剛好是 127 秒。也就是說 linux 核心在嘗試建立 tcp 連線時，最多會嘗試 7 次。

# iptables -a input --protocol tcp --dport 5000 --syn -j drop 新增過濾

ps；別忘了用—d進行刪除；需要root許可權；

tcpdump，又該你上場了

# tcpdump -i lo -ss0 -n src 127.0.0.1 and dst 127.0.0.1 and port 5000

測試：

[matrix@localhost ~]$ date; telnet 127.0.0.1 5000; date
2023年 01月 24日 星期三 22:38:15 cst
trying 127.0.0.1...
telnet: connect to address 127.0.0.1: connection timed out
2023年 01月 24日 星期三 22:40:22 cst
[matrix@localhost ~]$ 
[matrix@localhost ~]$ sudo tcpdump -i lo 'tcp[tcpflags] = tcp-syn'
[sudo] password for matrix: 
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on lo, link-type en10mb (ethernet), capture size 65535 bytes
22:38:15.825569 ip localhost.54464 > localhost.commplex-main: flags [s], seq 2345953452, win 32792, options [mss 16396,sackok,ts val 19650917 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
22:38:16.825246 ip localhost.54464 > localhost.commplex-main: flags [s], seq 2345953452, win 32792, options [mss 16396,sackok,ts val 19651917 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
22:38:18.825139 ip localhost.54464 > localhost.commplex-main: flags [s], seq 2345953452, win 32792, options [mss 16396,sackok,ts val 19653917 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
22:38:22.825095 ip localhost.54464 > localhost.commplex-main: flags [s], seq 2345953452, win 32792, options [mss 16396,sackok,ts val 19657917 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
22:38:30.825387 ip localhost.54464 > localhost.commplex-main: flags [s], seq 2345953452, win 32792, options [mss 16396,sackok,ts val 19665917 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
22:38:46.825921 ip localhost.54464 > localhost.commplex-main: flags [s], seq 2345953452, win 32792, options [mss 16396,sackok,ts val 19681918 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
22:39:18.826499 ip localhost.54464 > localhost.commplex-main: flags [s], seq 2345953452, win 32792, options [mss 16396,sackok,ts val 19713918 ecr 0,nop,wscale 7], length 0

怎樣修改 connect timeout

對於很多客戶端程式來說，127 秒都是乙個很長的時間，特別是對於區域網來說，公司內部往往都具有網路質量較好的區域網，訪問內部的服務並不需要等待這麼長的超時，而可以 fail earlier。

linux 核心中，net.ipv4.tcp_syn_retries 表示建立 tcp 連線時 syn 報文重試的次數，預設為 6，可以通過 sysctl 命令檢視。

# sysctl -a | grep tcp_syn_retries vim /etc/sysctl.conf net.ipv4.tcp_syn_retries = 6 將其修改為 1，則可以將 connect 超時時間改為 3 秒，例如： # sysctl net.ipv4.tcp_syn_retries=1

之後，sysctl -p /etc/sysctl.conf

再次使用 telnet 驗證超時時間，如下：

[matrix@localhost ~]$ date; telnet 127.0.0.1 5000; date
2023年 01月 24日 星期三 22:46:19 cst
trying 127.0.0.1...
telnet: connect to address 127.0.0.1: connection timed out
2023年 01月 24日 星期三 22:46:22 cst
[matrix@localhost ~]$ sudo tcpdump -i lo 'tcp[tcpflags] = tcp-syn'
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on lo, link-type en10mb (ethernet), capture size 65535 bytes
22:46:19.439704 ip localhost.54467 > localhost.commplex-main: flags [s], seq 3513959316, win 32792, options [mss 16396,sackok,ts val 20134532 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
22:46:20.439675 ip localhost.54467 > localhost.commplex-main: flags [s], seq 3513959316, win 32792, options [mss 16396,sackok,ts val 20135532 ecr 0,nop,wscale 7], length 0

Linux 建立 TCP 連線的超時時間分析

tcp連線超時處理

tcp中設定連線超時

TCP建立連線

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tcp連線超時處理

tcp中設定連線超時

TCP建立連線

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