Linux TCP/IP 性能调优

再谈三次握手

　　Linux 提供了listen()系统调用，它的作用是在 server socket 上监听新的连接请求：

1	int listen(int sockfd, int backlog);

　　那么listen()的第二个参数backlog的作用是什么呢？让我们先回顾一下 TCP 的三次握手：

　　对于 server 来说，一个新的连接首先会经过 SYN_RECV 状态，然后才会进入 ESTABLISHED 状态。那么对于每个 server socket 来说，内核需要两个队列来保存所有连接的信息：

一个是半连接队列 (incompletely queue)，用来保存所有处在 SYN_RECV 状态的连接。
另一个是连接队列 (completely queue)，用来保存所有处在 ESTABLISHED 状态的连接。

　　也就是说，当一个新的连接进入 SYNC_RECV 状态时，内核会将它放到半连接队列中。而当这个连接从 SYNC_RECV 状态进入到 ESTABLISHED 状态时，内核会将它从半连接队列中移动到连接队列中。最后当accept()返回时，这个连接也会从连接队列中移走。
　　listen()的backlog参数其实是用来指定连接队列的长度。而如果要改变半连接队列的长度，则需要改变内核参数：

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$ sudo vi /etc/sysctl.conf
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 1024   # 半连接队列的长度
$ sudo sysctl -p                      # 使改变生效

　　在实际情况中，如果 server 的负载比较高，无法迅速地accept()新的连接，就可能导致连接队列满了，这时候就需要调高listen()的backlog参数。然而注意到，backlog参数有一个上限，这个上限由内核参数net.core.somaxconn决定，这个参数的默认值是128。也就是说，如果我们要让backlog的上限大于 128，就需要调高net.core.somaxconn这个内核参数的值：

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$ sudo vi /etc/sysctl.conf
net.core.somaxconn = 1024             # listen backlog 的上限，默认值是 128
$ sudo sysctl -p                      # 使改变生效

　　让我们思考一个问题，对于 server 的一个连接来说，当它接收到 client 发送的 ACK segment 之后，就会从 SYNC_RECV 进入到 ESTABLISHED 状态，但如果这时连接队列满了，那么会发生什么事情呢？
　　默认情况下，server的 TCP 协议栈会丢弃这个 ACK segment。但此时这个连接仍然处在 SYNC_RECV 状态，所以 server 的 TCP 协议栈会重新发送 SYN/ACK 给 client。下图显示了进行一次重试的过程：

　　最大的重传次数由内核参数net.ipv4.tcp_synack_retries规定，默认情况下，这个值是 5，重传 5 次的总耗时约为 180 秒。在某些情况下，我们可以调小这个值，以减小重传的超时时间。

再谈三次握手

参考资料