TCP 出现大量 LAST_ACK 导致apache不能重启解决小结

最新推荐文章于 2023-10-10 14:52:38 发布
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文章描述了作者遇到的Apache服务器因TCP LAST_ACK状态导致无法重启的问题。通过分析netstat输出，发现多个LAST_ACK连接占用端口。尽管进程中找不到httpd.exe，但使用其他工具仍看到未正确清除的LAST_ACK。尝试通过进程管理和Nt系列函数解决问题无效，最终找到了有效的解决方案，成功解决了Apache不能启动的问题，并确保LAST_ACK状态得到清理。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

前因：有段时间公司oa服务器运行一段时间后出现无法访问的情况，按照控制台的策略此时强制重启

apache使重新运行，此时能再次恢复正常运行。但是这个策略用不久，之后更加出现 httpd.exe 无法

重启的现场，查看日志之下，没任何可用信息。


无奈之下，我在apache的启动bat里面加入了输出netstat 的信息

"2015-08-18 星期二 22:05:20.05 apache can't start ..." 
  TCP    127.0.0.1:3365         127.0.0.1:8306         LAST_ACK        86424
  TCP    127.0.0.1:3477         127.0.0.1:8306         LAST_ACK        144008
  TCP    127.0.0.1:3542         127.0.0.1:8306         LAST_ACK        160512
  TCP    127.0.0.1:3956         127.0.0.1:8306         LAST_ACK        160512
  TCP    127.0.0.1:3967         127.0.0.1:8306      

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tcp_send_empty_ack
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<think>我们之前讨论了LWIP中TCP选项长度与分段实现，现在用户提出了一个新问题：关于TCP发送空ACK的相关信息，特别是`tcp_send_empty_ack`函数以及它与`tcp_opt_length_segment`的实现或问题。根据用户提供的引用[1]，之前遇到的一个性能问题与内存拷贝有关，在开启MMU和D-Cache后，直接使用C库的memcpy等函数，不再使用RT-Thread的。但这部分引用主要是关于内存拷贝的优化，与当前问题（TCP空ACK）没有直接关联。因此，我们聚焦于用户的新问题。用户的问题可以分解为：1.LWIP中如何发送空ACK（即不带数据的ACK包）？2.这个过程中与TCP选项长度（`tcp_opt_length_segment`）有什么关联或可能的问题？###一、LWIP中发送空ACK的机制在TCP通信中，接收方收到数据后，如果没有数据要发送，就会发送一个不带数据的ACK包（即空ACK）来确认接收。在LWIP中，这个功能主要由`tcp_output`函数处理，而发送空ACK的入口通常是`tcp_send_empty_ack`函数（或类似功能）。####1.1`tcp_send_empty_ack`函数在LWIP中，并没有直接名为`tcp_send_empty_ack`的函数，但有一个功能类似的函数`tcp_ack_now`，它标记需要立即发送ACK，然后通过`tcp_output`来实际发送。实际发送空ACK的关键函数是`tcp_output`，它会检查是否需要发送ACK，并且在没有数据要发送时，构造一个只包含TCP头部的包（即空ACK包）。####1.2发送空ACK的触发条件-当接收到一个数据包，且延迟ACK定时器超时（通常为200ms）之前没有其他数据要发送时，会触发立即发送ACK。-当接收到的数据包需要立即确认（如乱序包、窗口更新等）时，也会触发立即发送ACK。####1.3代码流程在`tcp_input`函数中，当处理完接收的数据后，会调用`tcp_output`来发送可能的ACK或数据。发送空ACK的核心代码位于`tcp_output`函数中：```c/*判断是否需要发送ACK*/if(pcb->flags&TF_ACK_NOW){/*设置ACK标志位*/flags|=TCP_ACK;/*清除立即发送ACK标志*/pcb->flags&=~TF_ACK_NOW;}/*如果没有数据要发送，且需要发送ACK，则发送空ACK包*/if(seg==NULL&&(flags&(TCP_SYN|TCP_FIN|TCP_ACK))==TCP_ACK){/*发送空ACK包*/returntcp_output_send_empty_ack(pcb);}```其中，`tcp_output_send_empty_ack`函数（或类似逻辑）负责构造一个只包含TCP头部的包。###二、空ACK包中的TCP选项长度处理在发送空ACK包时，同样需要构造TCP头部，包括TCP选项。因此，`tcp_opt_length_segment`（实际上在代码中可能是一个计算选项长度的宏或函数）会参与其中。####2.1选项长度的计算在LWIP中，TCP选项长度通常由宏`LWIP_TCP_OPT_LENGTH`计算，它根据当前连接的标志（如是否启用时间戳、窗口缩放等）来确定选项的长度。在发送空ACK包时，选项长度计算方式与普通数据包相同。例如：```cu16_toptlen=LWIP_TCP_OPT_LENGTH(pcb->flags);u16_thdrlen=TCP_HDR_LEN+optlen;//基础头部（20字节）加上选项长度```####2.2空ACK包的构造在`tcp_output_send_empty_ack`（或类似函数）中，会分配一个只包含TCP头部的pbuf，然后填充TCP头部字段，包括选项部分。```cstaticerr_ttcp_output_send_empty_ack(structtcp_pcb*pcb){u16_toptlen=LWIP_TCP_OPT_LENGTH(pcb->flags);u16_thdrlen=TCP_HDR_LEN+optlen;structpbuf*p;structtcp_hdr*tcphdr;/*分配pbuf用于TCP头部*/p=pbuf_alloc(PBUF_IP,hdrlen,PBUF_RAM);if(p==NULL){returnERR_MEM;}tcphdr=(structtcp_hdr*)p->payload;/*填充TCP头部*/tcphdr->src=htons(pcb->local_port);tcphdr->dest=htons(pcb->remote_port);tcphdr->seqno=htonl(pcb->snd_nxt);tcphdr->ackno=htonl(pcb->rcv_nxt);tcphdr->offset=(TCP_HDR_LEN+optlen)/4<<4;//头部长度字段（4字节为单位）tcphdr->flags=TCP_ACK;//设置ACK标志/*...其他字段填充...*//*填充TCP选项*/if(optlen>0){u8_t*opts=(u8_t*)(tcphdr+1);//选项区域紧跟在TCP头部之后/*根据pcb->flags填充选项（如时间戳、窗口缩放等）*/tcp_build_options(opts,pcb);}/*计算校验和并发送*//*...*/}```###三、可能的问题及解决方案####3.1问题：空ACK包中的选项不正确-**表现**：对端收到空ACK包后，发现选项（如时间戳）不正确或缺失，可能导致连接问题（如RST包）。-**原因**：在构造空ACK包时，没有正确使用`pcb->flags`计算选项长度，或者没有正确填充选项内容。-**解决**：确保在`tcp_output_send_empty_ack`中，选项的构建与普通数据包一致，使用相同的`tcp_build_options`函数。####3.2问题：空ACK包发送过于频繁-**表现**：网络中存在大量空ACK包，占用带宽。-**原因**：LWIP默认使用延迟ACK机制（延迟200ms），但如果对端发送小包，可能导致接收方频繁发送空ACK。-**解决**：-调整延迟ACK定时器：`#defineTCP_DELAY_ACK_TIMER200`（单位ms），可以适当增大，但注意不能违反TCP标准（最长500ms）。-使用TCP_QUICKACK选项（如果支持）：在应用层设置`pcb->flags|=TF_QUICKACK`，但LWIP默认可能不支持，需要自行实现。####3.3问题：空ACK包与窗口更新-**表现**：当接收窗口更新时，空ACK包会携带窗口更新信息，但可能由于选项长度变化导致问题。-**注意**：在空ACK包中，窗口大小字段已经更新，但选项部分（如窗口缩放因子）必须与连接建立时一致。###四、调试技巧1.**打印空ACK包的发送情况**：```c//在tcp_output_send_empty_ack函数中添加调试信息LWIP_DEBUGF(TCP_DEBUG,("SendingemptyACKwithoptlen=%d\n",optlen));```2.**使用Wireshark抓包**：-过滤条件：`tcp.port==<your_port>&&tcp.len==0&&tcp.flags.ack==1`-检查空ACK包中的选项字段是否正确。###相关问题1.如何减少LWIP中空ACK包的数量？2.TCP选项（如时间戳）在空ACK包中是否必须发送？3.窗口缩放选项如何影响空ACK包的窗口通告？4.在什么情况下LWIP会发送带数据的ACK包（即捎带ACK）？[^1]:关于LWIP中TCP空ACK的实现和选项处理，主要参考了`tcp_out.c`中的`tcp_output`和`tcp_output_send_empty_ack`（或类似逻辑）函数。</think>### LWIP中TCP空ACK发送机制与选项长度处理 #### 一、空ACK的核心作用 在TCP协议中，**空ACK**（不含数据的纯确认包）主要用于： 1. **确认接收数据**：当接收方无数据发送时，单独发送ACK确认 2. **窗口更新**：通知发送方接收窗口变化 3. **保活机制**：维持连接活跃状态 4. **快速重传**：触发重复ACK机制[^1] 在LWIP中，空ACK通过`tcp_output`函数实现，其核心逻辑如下： ```c // lwip/src/core/tcp_out.c void tcp_output(struct tcp_pcb *pcb) { /* 空ACK发送条件判断 */ if ((pcb->flags & TF_ACK_DELAY) || (pcb->flags & TF_ACK_NOW)) { /* 计算选项长度 */ u16_t optlen = LWIP_TCP_OPT_LENGTH(pcb->flags); u16_t hdrlen = TCP_HDR_LEN + optlen; // 基础头+选项长度 /* 构造空ACK包 */ if (tcp_send_empty_ack(pcb, hdrlen) == ERR_OK) { pcb->flags &= ~(TF_ACK_DELAY | TF_ACK_NOW); } } // ...其他输出逻辑... } ``` #### 二、选项长度对空ACK的影响 TCP选项长度直接影响空ACK包的构造： 1. **头部大小计算**： ```c // 选项长度计算宏 #define LWIP_TCP_OPT_LENGTH(flags) \ ((flags & TF_TIMESTAMP) ? TCPOLEN_TSTAMP_APPA : 0) + \ ((flags & TF_WND_SCALE) ? TCPOLEN_WINDOW : 0) ``` 2. **内存分配**： ```c struct pbuf *p = pbuf_alloc(PBUF_IP, hdrlen, PBUF_RAM); ``` 选项长度增加会导致： - 内存消耗增大（尤其在小内存设备中） - 碎片管理复杂度增加 #### 三、常见问题与解决方案 | 问题现象 | 根本原因 | 解决方案 | |---------|---------|---------| | 空ACK丢失 | 选项长度计算错误导致校验和错误 | 检查`LWIP_TCP_OPT_LENGTH`实现 | | 频繁发送空ACK | 延迟ACK机制未启用 | 启用`TCP_QUEUE_OOSEQ`和延迟ACK | | 窗口更新延迟 | 选项缓冲区不足 | 增大`TCP_WND`和`TCP_SND_BUF` | | 内存泄漏 | 空ACK的pbuf未释放 | 检查`tcp_send_empty_ack`释放逻辑 | **关键配置项**（`lwipopts.h`）： ```c #define LWIP_TCP 1 // 启用TCP #define TCP_QUEUE_OOSEQ 1 // 启用乱序队列（影响ACK时机） #define TCP_DELAY_ACK_TIMER 200 // 延迟ACK定时器(ms) #define LWIP_WND_SCALE 1 // 窗口缩放选项 #define LWIP_TCP_TIMESTAMPS 1 // 时间戳选项 ``` #### 四、性能优化建议 1. **动态选项控制**： ```c // 在内存紧张时禁用非关键选项 void tcp_disable_options(struct tcp_pcb *pcb) { pcb->flags &= ~(TF_TIMESTAMP); // 保留窗口缩放 } ``` 2. **批量ACK处理**： ```c // 合并多个ACK事件 if (pcb->acked > 0 && !(pcb->flags & TF_ACK_DELAY)) { pcb->flags |= TF_ACK_DELAY; tcp_ack_delay_timer(pcb); // 启动延迟定时器 } ``` 3. **零拷贝优化**： 参考引用[1]的建议，启用MMU/D-Cache后直接使用标准库memcpy： ```c // lwip/opt.h #define MEMCPY(dst,src,len) memcpy(dst,src,len) #define SMEMCPY(dst,src,len) memcpy(dst,src,len) ``` #### 五、调试技巧 1. **空ACK计数器**： ```c // 在tcp_send_empty_ack中添加统计 static u32_t empty_ack_count = 0; empty_ack_count++; LWIP_DEBUGF(TCP_DEBUG, ("Empty ACK sent, total=%u\n", empty_ack_count)); ``` 2. **选项长度验证**： ```c printf("ACK optlen: %u, flags=0x%X\n", LWIP_TCP_OPT_LENGTH(pcb->flags), pcb->flags); ``` 3. **Wireshark过滤**： ``` tcp.len == 0 && tcp.flags.ack == 1 // 捕获所有空ACK包 ``` ### 相关问题 1. 如何减少LWIP中空ACK包的数量？ 2. 时间戳选项对空ACK的性能影响有哪些？ 3. 在内存受限系统中如何优化TCP选项处理？ 4. 窗口缩放选项如何影响TCP空ACK的发送频率？ [^1]: 关于LWIP中TCP选项的实现和内存拷贝优化
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