tcp_tw_recycle和tcp_timestamps导致connect失败问题

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#recycle #timestamps #sysctl #tcp握手失败

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本文分析了线上出现的connect失败问题，发现与proc参数tcp_tw_recycle/tcp_timestamps相关。通过对Linux内核源码的深入研究，明确了问题原因，并提出了关闭tcp_tw_recycle的解决方案。

近来线上陆续出现了一些connect失败的问题，经过分析试验，最终确认和proc参数tcp_tw_recycle/tcp_timestamps相关；

1. 现象

第一个现象：

模块A通过NAT网关访问服务S成功，而模块B通过NAT网关访问服务S经常性出现connect失败，抓包发现：服务S端已经收到了syn包，但没有回复synack；另外，模块A关闭了tcp timestamp，而模块B开启了tcp timestamp；

第二个现象：

不同主机上的模块C（开启timestamp），通过NAT网关（1个出口ip）访问同一服务S，主机C1 connect成功，而主机C2 connect失败；

2. 分析

根据现象上述问题明显和tcp timestmap有关；查看linux 2.6.32内核源码，发现tcp_tw_recycle/tcp_timestamps都开启的条件下，60s内同一源ip主机的socket connect请求中的timestamp必须是递增的。
源码函数：tcp_v4_conn_request(),该函数是tcp层三次握手syn包的处理函数（服务端）；
源码片段：

if (tmp_opt.saw_tstamp &&
        tcp_death_row.sysctl_tw_recycle &&
        (dst = inet_csk_route_req(sk, req)) != NULL &&
        (peer = rt_get_peer((struct rtable *)dst)) != NULL &&
        peer->v4daddr == saddr) {
        if (get_seconds() < peer->tcp_ts_stamp + TCP_PAWS_MSL &&
            (s32)(peer->tcp_ts - req->ts_recent) >
                        TCP_PAWS_WINDOW) {
            NET_INC_STATS_BH(sock_net(sk), LINUX_MIB_PAWSPASSIVEREJECTED);
            goto drop_and_release;
        }
    }

    tmp_opt.saw_tstamp：该socket支持tcp_timestamp
    sysctl_tw_recycle：本机系统开启tcp_tw_recycle选项
    TCP_PAWS_MSL：60s，该条件判断表示该源ip的上次tcp通讯发生在60s内
    TCP_PAWS_WINDOW：1，该条件判断表示该源ip的上次tcp通讯的timestamp 大于 本次tcp

分析：主机client1和client2通过NAT网关（1个ip地址）访问serverN，由于timestamp时间为系统启动到当前的时间，因此，client1和client2的timestamp不相同；根据上述syn包处理源码，在tcp_tw_recycle和tcp_timestamps同时开启的条件下，timestamp大的主机访问serverN成功，而timestmap小的主机访问失败；

参数：

/proc/sys/net/ipv4/tcp_timestamps - 控制timestamp选项开启/关闭
/proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_recycle - 减少timewait socket释放的超时时间

3. 解决方法

echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_recycle;

tcp_tw_recycle默认是关闭的，有不少服务器，为了提高性能，开启了该选项；
为了解决上述问题，个人建议关闭tcp_tw_recycle选项，而不是timestamp；因为在tcp timestamp关闭的条件下，开启tcp_tw_recycle是不起作用的；而tcp timestamp可以独立开启并起作用。

源码函数： tcp_time_wait()
源码片段：

if (tcp_death_row.sysctl_tw_recycle && tp->rx_opt.ts_recent_stamp)
    recycle_ok = icsk->icsk_af_ops->remember_stamp(sk);
......

if (timeo < rto)
    timeo = rto;

if (recycle_ok) {
    tw->tw_timeout = rto;
} else {
    tw->tw_timeout = TCP_TIMEWAIT_LEN;
    if (state == TCP_TIME_WAIT)
        timeo = TCP_TIMEWAIT_LEN;
}

inet_twsk_schedule(tw, &tcp_death_row, timeo,
           TCP_TIMEWAIT_LEN);

timestamp和tw_recycle同时开启的条件下，timewait状态socket释放的超时时间和rto相关；否则，超时时间为TCP_TIMEWAIT_LEN，即60s；

内核说明文档 对该参数的介绍如下：
tcp_tw_recycle - BOOLEAN
Enable fast recycling TIME-WAIT sockets. Default value is 0.
It should not be changed without advice/request of technical
experts.

转载地址：http://blog.sina.com.cn/s/blog_781b0c850100znjd.html