和谐空间-咖啡奇趣

#netstat -n | awk ‘/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print a, S[a]}’

LAST_ACK 14
SYN_RECV 348
ESTABLISHED 70
FIN_WAIT1 229
FIN_WAIT2 30
CLOSING 33
TIME_WAIT 18122

状态：描述
CLOSED：无连接是活动的或正在进行
LISTEN：服务器在等待进入呼叫
SYN_RECV：一个连接请求已经到达，等待确认
SYN_SENT：应用已经开始，打开一个连接
ESTABLISHED：正常数据传输状态
FIN_WAIT1：应用说它已经完成
FIN_WAIT2：另一边已同意释放
ITMED_WAIT：等待所有分组死掉
CLOSING：两边同时尝试关闭
TIME_WAIT：另一边已初始化一个释放
LAST_ACK：等待所有分组死掉

也就是说，这条命令可以把当前系统的网络连接状态分类汇总。

下面解释一下为啥要这样写：

一个简单的管道符连接了netstat和awk命令。

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先来看看netstat：

netstat -n

Active Internet connections (w/o servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address State
tcp 0 0 123.123.123.123:80 234.234.234.234:12345 TIME_WAIT

你实际执行这条命令的时候，可能会得到成千上万条类似上面的记录，不过我们就拿其中的一条就足够了。

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再来看看awk：

/^tcp/
滤出tcp开头的记录，屏蔽udp, socket等无关记录。

state[]
相当于定义了一个名叫state的数组

NF
表示记录的字段数，如上所示的记录，NF等于6

$NF
表示某个字段的值，如上所示的记录，$NF也就是$6，表示第6个字段的值，也就是TIME_WAIT

state[$NF]
表示数组元素的值，如上所示的记录，就是state[TIME_WAIT]状态的连接数

++state[$NF]
表示把某个数加一，如上所示的记录，就是把state[TIME_WAIT]状态的连接数加一

END
表示在最后阶段要执行的命令

for(key in state)
遍历数组

print key,”\t”,state[key]
打印数组的键和值，中间用\t制表符分割，美化一下。

如发现系统存在大量TIME_WAIT状态的连接，通过调整内核参数解决，
vim /etc/sysctl.conf
编辑文件，加入以下内容：
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
然后执行 /sbin/sysctl -p 让参数生效。

net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示开启SYN Cookies。当出现SYN等待队列溢出时，启用cookies来处理，可防范少量SYN攻击，默认为0，表示关闭；
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接，默认为0，表示关闭；
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收，默认为0，表示关闭。
net.ipv4.tcp_fin_timeout 修改系統默认的 TIMEOUT 时间

下面附上TIME_WAIT状态的意义：

客户端与服务器端建立TCP/IP连接后关闭SOCKET后，服务器端连接的端口
状态为TIME_WAIT

是不是所有执行主动关闭的socket都会进入TIME_WAIT状态呢？
有没有什么情况使主动关闭的socket直接进入CLOSED状态呢？

主动关闭的一方在发送最后一个 ack 后
就会进入 TIME_WAIT 状态 停留2MSL（max segment lifetime）时间
这个是TCP/IP必不可少的，也就是“解决”不了的。

也就是TCP/IP设计者本来是这么设计的
主要有两个原因
1。防止上一次连接中的包，迷路后重新出现，影响新连接
（经过2MSL，上一次连接中所有的重复包都会消失）
2。可靠的关闭TCP连接
在主动关闭方发送的最后一个 ack(fin) ，有可能丢失，这时被动方会重新发
fin, 如果这时主动方处于 CLOSED 状态 ，就会响应 rst 而不是 ack。所以
主动方要处于 TIME_WAIT 状态，而不能是 CLOSED 。

TIME_WAIT 并不会占用很大资源的，除非受到攻击。

还有，如果一方 send 或 recv 超时，就会直接进入 CLOSED 状态

net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示开启SYN Cookies。当出现SYN等待队列溢出时，启用cookies来处理，可防范少量SYN攻击，默认为0，表示关闭；
　　net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接，默认为0，表示关闭；
　　net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收，默认为0，表示关闭。
　　net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30 表示如果套接字由本端要求关闭，这个参数决定了它保持在FIN-WAIT-2状态的时间。
　　net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200 表示当keepalive起用的时候，TCP发送keepalive消息的频度。缺省是2小时，改为20分钟。
　　net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000 表示用于向外连接的端口范围。缺省情况下很小：32768到61000，改为1024到65000。
　　net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192 表示SYN队列的长度，默认为1024，加大队列长度为8192，可以容纳更多等待连接的网络连接数。
　　net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 5000 表示系统同时保持TIME_WAIT套接字的最大数量，如果超过这个数字，TIME_WAIT套接字将立刻被清除并打印警告信息。
默  认为180000，改为5000。对于Apache、Nginx等服务器，上几行的参数可以很好地减少TIME_WAIT套接字数量，但是对于Squid，效果却不大。此项参数可以控制TIME_WAIT套接字的最大数量，避免Squid服务器被大量的TIME_WAIT套接字拖死。

注:
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1

设置这两个参数： reuse是表示是否允许重新应用处于TIME-WAIT状态的socket用于新的TCP连接； recyse是加速TIME-WAIT sockets回收

查看TCP的连接状态值:
netstat -n | awk ‘/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print a, S[a]}’
vi /etc/sysctl.conf
添加如下行:
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 3000
sysctl -p 使其生效
备注:
根据TCP协议，主动发起关闭的一方，会进入TIME_WAIT状态，持续2*MSL(Max Segment Lifetime)，缺省为240秒，在这个post中简洁的介绍了为什么需要这个状态。

值得一说的是，对于基于TCP的HTTP协议，关闭TCP连接的是Server端，这样，Server端会进入TIME_WAIT状态，可想而知，对于访问量大的Web Server，会存在大量的TIME_WAIT状态，假如server一秒钟接收1000个请求，那么就会积压240*1000=240，000个TIME_WAIT的记录，维护这些状态给Server带来负担。当然现代操作系统都会用快速的查找算法来管理这些TIME_WAIT，所以对于新的TCP连接请求，判断是否hit中一个TIME_WAIT不会太费时间，但是有这么多状态要维护总是不好。

HTTP协议1.1版规定default行为是Keep-Alive，也就是会重用TCP连接传输多个request/response，一个主要原因就是发现了这个问题。

TCP TIME_WAIT套接字数量非常大，服务器很容易被拖死。通过修改Linux内核参数，可以减少Squid服务器的TIME_WAIT套接字数量。

vi /etc/sysctl.conf

net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 5000

说明：
　　net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示开启SYN Cookies。当出现SYN等待队列溢出时，启用cookies来处理，可防范少量SYN攻击，默认为0，表示关闭；
　　net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接，默认为0，表示关闭；
　　net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收，默认为0，表示关闭。
　　net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30 表示如果套接字由本端要求关闭，这个参数决定了它保持在FIN-WAIT-2状态的时间。
　　net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200 表示当keepalive起用的时候，TCP发送keepalive消息的频度。缺省是2小时，改为20分钟。
　　net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000 表示用于向外连接的端口范围。缺省情况下很小：32768到61000，改为1024到65000。
　　net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192 表示SYN队列的长度，默认为1024，加大队列长度为8192，可以容纳更多等待连接的网络连接数。
　　net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 5000 表示系统同时保持TIME_WAIT套接字的最大数量，如果超过这个数字，TIME_WAIT套接字将立刻被清除并打印警告信息。默认为180000，改为5000。对于Apache、Nginx等服务器，上几行的参数可以很好地减少TIME_WAIT套接字数量，但是对于Squid，效果却不大。此项参数可以控制TIME_WAIT套接字的最大数量，避免Squid服务器被大量的TIME_WAIT套接字拖死。

执行以下命令使配置生效：

/sbin/sysctl -p

　　上述的几个方法实际效果并不理想，尤其是DDOS攻击基本无效，目前比较有效的是对SYN的频率和次数进行限制，这样最大限度的控制了单个IP地址发动攻击的能力。

　　例如将SYN请求的次数限制在30次每分钟，系统默认是5次/秒，显然太高，同时将burst从默认的5个降低到2个。

　　/sbin/iptables -A INPUT -p tcp –tcp-flags SYN,ACK,FIN,RST SYN -m \

　　limit –limit 30/m –limit-burst 2 -j ACCEPT

　　注意： 该命令在shell下输入，’\'符号表示续行。

　　进行此操作后，对正常的用户而言无任何感觉上的差异，而并发的SYN请求量下降了不少，服务响应基本正常了。