当前位置：首页 > news >正文

系统性能优化-7 TCP 四次挥手

news 来源：原创 2025/6/28 9:39:26

关闭连接的调用函数分为两种：

close close 函数会让连接变为孤儿连接，此时该连接句柄已释放，发送 FIN 报文，由内核和对方进行挥手交互，因此此时即使接收方继续发送数据，应用进程也接收不到了

# 查看孤儿 socket 数
cat /proc/net/sockstat
sockets: used 133
TCP: inuse 9 orphan 0 tw 3 alloc 9 mem 1
UDP: inuse 2 mem 0
UDPLITE: inuse 0
RAW: inuse 0
FRAG: inuse 0 memory 0

shutdown shutdown 函数的不同传参允许在半关闭的连接上长时间传输数据

主动方发送 FIN 报文，进入 FIN-WAIT1 状态，此时如果 FIN 报文丢失，会进行重发，重发次数默认为 8 次，由 tcp_orphan_retries 控制，默认值是 0，代表 8 次，如果改为 -1，代表无限制，会尽可能重试

sysctl net.ipv4.tcp_orphan_retries

如果 FIN_WAIT1 状态连接有很多，就需要考虑降低 tcp_orphan_retries 的值

但是 TCP 具有顺序发送和拥塞控制等特性，如果发送缓冲区前面一直有数据，FIN 报文是发送不出去的，同时如果对方恶意修改接收窗口为 0，FIN 也发送不出去，连接一直处于 FIN_WAIT1 状态。解决方案是修改 tcp_max_orphans，该字段定义了系统的最大孤儿连接数，当超出这个数目时，不走四次挥手而是直接发送 RST 复位报文强制关闭

sysctl net.ipv4.tcp_max_orphans

主动方发送 FIN 后，被动方回复 ACK，此时主动方进入 FIN-WAIT2 状态，如果是孤儿连接，这个阶段最多持续 tcp_fin_timeout 时间，如果收不到被动方的 FIN 报文，连接就会直接关闭。

sysctl net.ipv4.tcp_fin_timeout

此时被动方进入 CLOSE-WAIT 状态，如果进程调用 read 会返回 0，代表对方已经关闭发送通道了，开发人员可以据此调用本机的 close 函数关闭通信。

被动方发送 FIN 报文，进入 LAST-ACK 阶段，重试次数依然由 tcp_orphan_retries 控制，主动方收到 FIN 报文，进入 TIME-WAIT 状态，回复 ACK。TIME-WAIT 的存在是具有重要意义的，如果没有该阶段而直接关闭，可能很快有新的进程使用，此时被动方可能由于 ACK 丢失重发 FIN 报文，对主动方造成影响，该状态默认为 60s，是系统 2MSL 时长（MSL固定值30s，定义了一个报文在网络中的最长生存时间，即多数情况下 TTL 减到 0 流转的时间），这个数值是硬编码在内核中的，也就是说除非重新编译内核，否则没法修改它。

tcp_max_tw_buckets 可以限制 TIME-WAIT 状态的连接数量，当超出此数量时，新关闭的连接就不再经历 TIME_WAIT 而直接关闭。因此调大这个参数可以降低连接间数据错乱的概率，如果系统中并发连接很多时，可以适当调大该值。

sysctl net.ipv4.tcp_max_tw_buckets

而 tcp_tw_reuse 使系统可以复用 TIME-WAIT 状态的连接，作为客户端的新连接，在安全条件下使用 TIME_WAIT 状态下的端口，如果想要使其生效，还需要开启双方的 tcp_timestamps 。

# 0 关 1 开 
sysctl net.ipv4.tcp_tw_reusesysctl net.ipv4.tcp_timestamps

老版本的 Linux 还提供了 tcp_tw_recycle 参数，它并不要求 TIME_WAIT 状态存在 60 秒，很容易导致数据错乱，不建议设置为 1。

sysctl net.ipv4.tcp_tw_recycle

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。

总结一下本文提到的配置项：

net.ipv4.tcp_orphan_retries 关闭连接时发送 FIN 时的重试次数，主动方和被动方发生 FIN 都依赖这个值，默认为 0 代表 8 次，如果改为 -1，则无限制，会尽可能尝试。如果系统中出现大量 FIN-WAIT1 状态的连接，可以适当减小。
net.ipv4.tcp_max_orphans 最大的孤儿连接数，当超出这个数量时，不走挥手协议而是直接发送 RST 复位报文强制关闭。
net.ipv4.tcp_fin_timeout 孤儿连接在进去 FIN-WAIT2 状态后，等待对方发送 FIN 报文的最大等待时间。
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets 系统允许的最大 TIMEWAIT 的连接数，如果是高并发服务，可以适当调大该值，根据 net.ipv4.ip_local_port_range 可用的端口数进行调整。
net.ipv4.tcp_tw_reuse 复用 TIMEWAIT 状态连接作为客户端的新连接，需要结合 net.ipv4.tcp_timestamps 一起使用
net.ipv4.tcp_tw_recycle TIMEWAIT 态连接的快速回收，不推荐开启。