linux服務器上的11種tcp狀態

說明：通常情況下:一個正常的TCP連接，都會有三個階段:1、TCP三次握手;2、數據傳送;3、TCP四次揮手

里面的幾個概念：

SYN: (同步序列編號,Synchronize Sequence Numbers)
ACK: (確認編號,Acknowledgement Number)
FIN: (結束標志,FINish)

TCP三次握手(創建 OPEN)

客戶端發起一個和服務創建TCP鏈接的請求，這里是SYN(J)
服務端接受到客戶端的創建請求后，返回兩個信息： SYN(K) + ACK(J+1)
客戶端在接受到服務端的ACK信息校驗成功后(J與J+1)，返回一個信息：ACK(K+1)
服務端這時接受到客戶端的ACK信息校驗成功后(K與K+1)，不再返回信息，后面進入數據通訊階段

數據通訊

客戶端/服務端 read/write數據包

TCP四次握手(關閉 finish)

客戶端發起關閉請求，發送一個信息：FIN(M)
服務端接受到信息后，首先返回ACK(M+1),表明自己已經收到消息。
服務端在準備好關閉之前，最后發送給客戶端一個 FIN(N)消息，詢問客戶端是否準備好關閉了
客戶端接受到服務端發送的消息后，返回一個確認信息: ACK(N+1)
最后，服務端和客戶端在雙方都得到確認時，各自關閉或者回收對應的TCP鏈接。

詳細的狀態說明(以及linux相關參數調整)

SYN_SEND
- 客戶端嘗試鏈接服務端，通過open方法。也就是 TCP三次握手中的第1步之后, 注意是客戶端狀態
- sysctl -w net.ipv4.tcp_syn_retries = 2 ,做為客戶端可以設置SYN包的重試次數，默認5次(大約180s)引用校長的話：僅僅重試2次，現代網絡夠了
SYN_RECEIVED
- 服務接受創建請求的SYN后，也就是 TCP三次握手中的第2步，發送ACK數據包之前
- 注意是服務端狀態,一般15個左右正常，如果很大，懷疑遭受SYN_FLOOD攻擊
- sysctl -w net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=4096 , 設置該狀態的等待隊列數，默認1024，調大后可適當防止syn-flood，可參見 man 7 tcp
- sysctl -w net.ipv4.tcp_syncookies=1 ,　打開syncookie，在syn backlog隊列不足的時候，提供一種機制臨時將syn鏈接換出
- sysctl -w net.ipv4.tcp_synack_retries = 2 ,做為服務端返回ACK包的重試次數，默認5次(大約180s)引用校長的話：僅僅重試2次，現代網絡夠了
ESTABLISHED
- 客戶端接受到服務端的ACK包后的狀態，服務端在發出ACK在一定時間后即為ESTABLISHED
- sysctl -w net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200 ，默認為7200秒(2小時)，系統針對空閑鏈接會進行心跳檢查，如果超過net.ipv4.tcp_keepalive_probes * net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 默認11分，終止對應的tcp鏈接，可適當調整心跳檢查頻率
- 目前線上的監控 waring:600 , critial : 800
FIN_WAIT1
- 主動關閉的一方，在發出FIN請求之后，也就是在 TCP四次握手的第1步
CLOSE_WAIT
- 被動關閉的一方，在接受到客戶端的FIN后，也就是在 TCP四次握手的第2步
FIN_WAIT2
- 主動關閉的一方，在接受到被動關閉一方的ACK后，也就是 TCP四次握手的第2步
- sysctl -w net.ipv4.tcp_fin_timeout=30, 可以設定被動關閉方返回FIN后的超時時間，有效回收鏈接，避免syn-flood.
LASK_ACK
- 被動關閉的一方，在發送ACK后一段時間后(確?？蛻舳艘咽盏?，再發起一個FIN請求。也就是 TCP四次握手的第3步
TIME_WAIT
- 主動關閉的一方，在收到被動關閉的FIN包后，發送ACK。也就是 TCP四次握手的第4步
- sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 , 打開快速回收TIME_WAIT， Enabling this option is not recommended since this causes problems when working with NAT (Network Address Translation)
- sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_reuse =1, 快速回收并重用TIME_WAIT的鏈接, 貌似和tw_recycle有沖突，不能重用就回收?
- net.ipv4.tcp_max_tw_buckets: 處于time_wait狀態的最多鏈接數，默認為180000.

tcpdump

??? tcpdump是linux系統自帶的抓包工具，主要通過命令行的方式，比較適合在線上服務器進行抓包操作，如果是windows或者ubuntu完全可以選擇一些圖形化的工具，ubuntu比較推薦用wireshark，安裝方式很簡單sudo apt一下即可。

命令行格式：

tcpdump [ -adeflnNOpqStvx ] [ -c 數量 ] [ -F 文件名 ][ -i 網絡接口 ] [ -r 文件名] [ -s snaplen ][ -T 類型 ] [ -w 文件名 ] [表達式 ]

常用的參數：

-l 　　　使標準輸出變為緩沖行形式；
-n 　　不把網絡地址轉換成名字；

-c 　　　在收到指定的包的數目后，tcpdump就會停止；
-i 　　　指定監聽的網絡接口；
-w 　　直接將包寫入文件中，并不分析和打印出來；
-s???????? 指定記錄package的大小，常見 -s 0 ，代表最大值65535，一半linux傳輸最小單元MTU為1500，足夠了

-X???????? 直接輸出package data數據，默認不設置，只能通過-w指定文件進行輸出

常用表達式：

關于類型的關鍵字，主要包括host，net，port
傳輸方向的關鍵字，主要包括src , dst ,dst or src, dst and src
協議的關鍵字，主要包括fddi,ip ,arp,rarp,tcp,udp等類型
邏輯運算，取非運算是 'not ' '! ', 與運算是'and','&&';或運算是'or' ,'||'
其他重要的關鍵字如下：gateway, broadcast,less,greater

實際例子：

1.?? http數據包抓取 (直接在終端輸出package data)

tcpdump tcp port 80 -n -X -s 0?? 指定80端口進行輸出

2.? 抓取http包數據指定文件進行輸出package

tcpdump tcp port 80 -n -s 0? -w /tmp/tcp.cap

對應的/tmp/tcp.cap基本靠肉眼已經能看一下信息，比如http Header , content信息等

3.? 結合管道流

tcpdump tcp port 80 -n -s 0? -X -l | grep xxxx

這樣可以實時對數據包進行字符串匹配過濾

4. mod_proxy反向代理抓包

線上服務器apache+jetty，通過apache mod_proxy進行一個反向代理，80 apache端口, 7001 jetty端口

apache端口數據抓包：　tcpdump tcp port 80 -n -s 0 -X? -i eth0 　　注意：指定eth0網絡接口

jetty端口數據抓包：　tcpdump tcp port 7001 -n -s 0 -X? -i?lo???????????注意：指定Loopback網絡接口

5. 只監控特定的ip主機

tcpdump tcp host 10.16.2.85 and port 2100 -s 0 -X　

需要使用tcp表達式的組合，這里是host指示只監聽該ip

小技巧：

1. 可結合tcpdump(命令) + wireshark(圖形化)

操作：　

在服務器上進行tcpdump -w /tmp/tcp.cap 指定輸出外部文件
scp /tmp/tcp.cap? 拷貝文件到你本地
wireshark & 　啟動wireshark
通過　File -> Open 　打開拷貝下來的文件，這樣就可以利用進行數據包分析了
剩下來的事就非常方便了

2.?? 服務器上直接安裝wireshark +? X11協議反向輸出到本機

注意：　

wireshark如果要開啟網絡監控，需要通過root方式啟動，否則無法直接通過網卡進行數據抓包
X11的反向輸出，需要客戶機支持X11協議，如果是ubuntu天生支持很方便，如果是windows需要安裝個軟件

參考資料

李濤　郵件資料
man tcp
http://blog.sina.com.cn/s/blog_466c66400100bi2n.html~type=v5_one&label=rela_prevarticle
http://www.iteye.com/topic/624598
http://baike.baidu.com/view/76504.htm ?(tcpdump)

tcp鏈接的幾種狀態&tcpdump抓包

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