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[httpd] httpd server 在低負載的情況下對SYN無響應

 

如題:

兩臺client通過load balance訪問httpd server。兩個client互動訪問。load balance處於fullnat模式。

server在低負載情況下,常常對某一個client的請求無響應。

 

在server上,先後使用tcpdump,nstat, netstat等工具排障。定位在如下錯誤上:

netstat:

22960 passive connections rejected because of time stamp
98182576 SYNs to LISTEN sockets dropped 

同時,nstat也有錯誤統計:

TcpExtListenDrops

 

另外,排除了backlog的問題。可見nstat統計中,backlogdrop為0

TcpExtTCPBacklogDrop

詳細的backlog排障,參考:http://jm.taobao.org/2017/05/25/525-1/

 

如上所述,通過錯誤

22960 passive connections rejected because of time stamp

 

可以順利排查到 tcp_tw_recycle和net.ipv4.tcp_timestamps的問題,詳細如下:

http://blog.51cto.com/leejia/1954628

這樣修改:

[[email protected]3 ~]# tail -n2 /etc/sysctl.conf 
net.ipv4.tcp_timestamps=0
net.ipv4.tcp_tw_recycle=0

測試可用,問題解決。

 

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轉載如下:出處http://blog.51cto.com/leejia/1954628

一,背景:

今天下午發現線上的一臺機器從辦公網登入不上且所有tcp埠都telnet不通,但是通過同機房的其它機器卻可以正常訪問到出問題的機器。於是就立即在這臺出問題的server端抓包分析,發現問題如下:
server端收到了本地pc發的SYN包,但是沒有回syn+ack包,所以確認是server端系統問題。tcpdump抓包如下:

wKioL1mKiFzyAHTYAAZzy5AQiS4317.jpg

 

二,排查

1,發現系統沒有任何負載

2,網絡卡也沒有丟包

3,iptables策略也都沒問題

4,系統的SYN_RECV連線很少,也沒超限

5,系統的檔案描述符等資源也都沒問題

6,messages和dmesg中沒有任何提示或者錯誤資訊

7,通過netstat命令檢視系統上協議統計資訊,發現很多請求由於時間戳的問題被rejected

 
# netstat -s |grep reject
    2181 passive connections rejected because of time stamp
    34 packets rejects in established connections because of timestamp

 

三,通過google來協助

發現有同樣的人遇見這個問題:

是通過調整sysctl -w net.ipv4.tcp_timestamps=0或者sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_recycle=0來解決這個問題,於是我就順藤摸瓜繼續查。

 

而在查詢這兩個引數的過程中,發現問題原因如下:

發現是 Linux tcp_tw_recycle/tcp_timestamps設定導致的問題。 因為在linux kernel原始碼中發現tcp_tw_recycle/tcp_timestamps都開啟的條件下,60s內同一源ip主機的socket connect請求中的timestamp必須是遞增的。經過測試,我這邊centos6系統(kernel 2.6.32)和centos7系統(kernel 3.10.0)都有這問題。

原始碼函式:kernel 2.6.32 tcp_v4_conn_request(),該函式是tcp層三次握手syn包的處理函式(服務端);
    原始碼片段:
       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:該socket支援tcp_timestamp
        sysctl_tw_recycle:本機系統開啟tcp_tw_recycle選項
        TCP_PAWS_MSL:60s,該條件判斷表示該源ip的上次tcp通訊發生在60s內
        TCP_PAWS_WINDOW:1,該條件判斷表示該源ip的上次tcp通訊的timestamp 大於 本次tcp

 

總結:

我這邊和其它同事通過公司出口(NAT閘道器只有1個ip地址)訪問問題server,由於timestamp時間為系統啟動到當前的時間,故我和其它同事的timestamp肯定不相同;根據上述SYN包處理原始碼,在tcp_tw_recycle和tcp_timestamps同時開啟的條件下,timestamp大的主機訪問serverN成功,而timestmap小的主機訪問失敗。並且,我在辦公網找了兩臺機器可100%重現這個問題。

 

解決:

# echo "0" > /proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_recycle

 

四,擴充套件

1,net.ipv4.tcp_timestamps

tcp_timestamps的本質是記錄資料包的傳送時間。基本的步驟如下:

  1. 傳送方在傳送資料時,將一個timestamp(表示傳送時間)放在包裡面

  2. 接收方在收到資料包後,在對應的ACK包中將收到的timestamp返回給傳送方(echo back)

  3. 傳送發收到ACK包後,用當前時刻now - ACK包中的timestamp就能得到準確的RTT

 

當然實際運用中要考慮到RTT的波動,因此有了後續的(Round-Trip Time Measurement)RTTM機制。

TCP Timestamps Option (TSopt)具體設計如下

Kind: 8             // 標記唯一的選項型別,比如window scale是3
Length: 10 bytes    // 標記Timestamps選項的位元組數
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
| Kind=8 | Length=10 | TS Value (TSval) | TS ECho Reply (TSecr) |
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 
   1          1             4                       4

 

 

timestamps一個雙向的選項,當一方不開啟時,兩方都將停用timestamps。比如client端傳送的SYN包中帶有timestamp選項,但server端並沒有開啟該選項。則回覆的SYN-ACK將不帶timestamp選項,同時client後續回覆的ACK也不會帶有timestamp選項。當然,如果client傳送的SYN包中就不帶timestamp,雙向都將停用timestamp。

tcp資料包中timestamps的value是系統開機時間到現在時間的(毫秒級)時間戳。

 

引數:

0:停用

1:啟用(系統預設值)

 

2,net.ipv4.tcp_tw_recycle

TCP規範中規定的處於TIME_WAIT的TCP連線必須等待2MSL時間。但在linux中,如果開啟了tcp_tw_recycle,TIME_WAIT的TCP連線就不會等待2MSL時間(而是rto或者60s),從而達到快速重用(回收)處於TIME_WAIT狀態的tcp連線的目的。這就可能導致連線收到之前連線的資料。為此,linux在開啟tcp_tw_recycle的情況下,會記錄下TIME_WAIT連線的對端(peer)資訊,包括IP地址、時間戳等。這樣,當核心收到同一個IP的SYN包時,就會去比較時間戳,檢查SYN包的時間戳是否滯後,如果滯後,就將其丟掉(認為是舊連線的資料)。這在絕大部分情況下是沒有問題的,但是對於我們實際的client-server的服務,訪問我們服務的使用者一般都位於NAT之後,如果NAT之後有多個使用者訪問同一個服務,就有可能因為時間戳滯後的連線被丟掉。

 

引數:

0:停用(系統預設值)

1:啟用

 

參考:

https://serverfault.com/questions/235965/why-would-a-server-not-send-a-syn-ack-packet-in-response-to-a-syn-packet

http://hustcat.github.io/tcp_tw_recycle-and-tcp_timestamp/