数据库修仙金丹篇十三——缩短tcp超时时间的方法

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#tcp/ip #网络 #服务器

于 2022-05-26 09:35:52 首次发布

本文介绍了几种缩短TCP超时时间的方法，包括使用TCP_USER_TIMEOUT选项、SIOCOUTQ查询、调整tcp_retries2参数及应用层keepalive机制。这些方法有助于在网络异常时减少等待时间。

缩短tcp超时时间的方法

在tcp链路中，当网络异常时，缩短tcp超时时间一般有如下方法：

TCP_USER_TIMEOUT(需要内核2.6.37及其以上版本)
SIOCOUTQ
tcp_retries2
应用层keepalive

TCP_USER_TIMEOUT

需要内核2.6.37及其以上版本才支持该选项。

TCP_USER_TIMEOUT选项是TCP层的socket选项，选项接受unsigned int类型的值。值为数据包被发送后未接收到ACK确认的最大时长，以毫秒为单位，例如设置为10000时，代表如果发送出去的数据包在十秒内未收到ACK确认，则下一次调用send或者recv，则函数会返回-1，errno设置为ETIMEOUT，代表connection timeout。

unsigned int timeout = 10000;
if (-1 == setsockopt(fd, IPPROTO_TCP, TCP_USER_TIMEOUT, &timeout, sizeof(timeout))) {
    fprintf(stderror, "set TCP_USER_TIMEOUT option error: %s", strerror(errno));
}

SIOCOUTQ

linux提供了ioctl(fd, SIOCOUTQ, &count)方法来查询一个tcp socket的write buffer是否清空。发送方一般可以用这个方法来判断对端是否收到报文。当底层网卡将缓冲区的数据全部发送成功时，获取的count=0.

#include <sys/ioctl.h>
 
#include <linux/sockios.h>
 
int value;
 
ioctl(client_fd,SIOCOUTQ,&value);

tcp_retries2

在丢弃激活(已建立通讯状况)的TCP连接之前﹐需要进行多少次重试。默认值为15，根据RTO的值来决定，相当于13-30分钟(RFC1122规定，必须大于100秒).(这个值根据目前的网络设置,可以适当地改小,我的网络内修改为了5)

int name[] = {CTL_NET, NET_IPV4, NET_IPV4_TCP_RETRIES2};
long value = 0;
size_t size = sizeof(value);
if(!sysctl(name, sizeof(name)/sizeof(name[0]), &value, &size, NULL, 0) {
  value // It contains current value from /proc/sys/net/ipv4/tcp_retries2
}
value = ... // Change value if it needed
if(!sysctl(name, sizeof(name)/sizeof(name[0]), NULL, NULL, &value, size) {
  // Value in /proc/sys/net/ipv4/tcp_retries2 changed successfully
}

tcp_retries2指定的是tcp重传的次数，其超时时间与RTO的计算有关。RTO最小值默认为200ms，最大为120s，在tcp的重传过程中，以200ms为基础，每次重传超时时间翻倍，但最大只能为120s。

在linux中tcp_retries2默认为15，因而其超时时间为：(2^9 -1)*0.2 + (16 - 9) * 120s = 924.6s.

需要特别留意的是tcp_retries2针对的是系统上的所有链路。

应用层keepalive

可以在应用层实现keepalive机制，通过主动发送keepalive报文和设置超时时间来检测链路是否异常。

需修改应用层代码，设计实现keepalive。

reference

https://stackoverflow.com/questions/5907527/application-control-of-tcp-retransmission-on-linux/5907951#5907951
https://blog.youkuaiyun.com/thwack/article/details/79960935
https://developer.aliyun.com/article/840000