揭秘门户网站访问速度慢的真相，这招可以试试

新上线的门户Web系统，发现偶尔打开缓慢甚至打不开，SA通过检查后台Nginx发现一切正常，单独访问Nginx的URL也是正常，于是怀疑是硬件负载故障或者网络故障导致。

怀疑的很合理，于是这个问题通知了NE去检查网络，从故障现象来分析，机房内其他业务系统均运行正常，只有新上线的门户系统出现故障，并且是时好时坏，初步认定机房整体网络正常，负载硬件正常，怀疑是硬件负载针对门户系统的配置有问题，可能是某个member配置错了？登录硬件负载一顿检查配置，发现没问题啊，这就头大了。

这时我们找到了陈局，听完故障现象后，陈局说："网络交互的问题，是没有抓包定位不到的。"于是我们开始了抓包的动作。

首先我们先看一下门户系统的架构图示意图：

用户通过互联网访问门户系统，门户系统通过硬件负载轮询分发用户请求到4台Nginx，中规中矩的拓扑信息。我们同时在硬件负载和Nginx上抓包（涉及公司服务器IP地址就不上图了），发现在客户端的TCP三次握手已经发送到硬件负载，硬件负载上往后台Nginx转发了SYN报文，服务器没有响应，负载重传了三次后，服务器仍然没有响应，负载就把与客户端的链接RST掉了。

同时在Nginx上抓包可以发现，服务器也确实收到了SYN报文，但就是不响应，这是为什么呢？

通过如下命令检查发现reject在不断增长。

# netstat -s | grep reject
23499 passive connections rejected because of time stamp
12727 packets rejects in established connections because of timestamp
# netstat -s | grep reject
23615 passive connections rejected because of time stamp
12745 packets rejects in established connections because of timestamp

陈局突然一拍大腿，可能是TCP快速回收导致的，于是通过如下命令检查：

# cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_recycle
1
# cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_timestamps
1

果不其然，tcp_timestamps和tcp_tw_recycle同时开启了，陈局当场安排SA把TCP快速回收关闭：

sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_recycle=0

再次通过命令netstat -s | grep reject被拒绝的报文数，发现已经不再增长，门户访问也正常了。

TCP快速回收为何会导致服务器拒绝TCP SYN的报文呢，我们来分析一下。

中有如下一段描述：

上述意思是TCP链接会缓存检查时间戳，当同一个TCP链接后到的报文比先到的报文时间戳还要小的话，将会丢弃该报文。当然Linux的这种行为是基于tcp_timestamps、tcp_tw_recycle同时开启的情况，Linux默认开启tcp_timestamps，当手动开启tcp_tw_recycle时，就可能会触发该问题。

当然这个故障还有一个重要的因素，就是"同一个TCP链接后到的报文比先到的报文时间戳还要小"。这又是什么原因导致的呢，这里就不卖关子了，NAT导致的。多台客户端经过NAT设备时，源地址会被转换成同一个或者多个地址池地址，甚至会发生端口复用的情况，对于服务端而言就会误认为这是一条TCP链接。客户端的时间戳可能是不一致的，NAT设备又不会去修改tcp时间戳，所以导致在服务端角度看到的tcp时间戳错乱。

结合我们这个案例，了解硬件负载的同学都知道，正常的组网模式下经过负载的报文都会做一次源NAT地址转换，以保证服务器回包时能够回到负载设备上。

好的，那这个时候又有同学会问，tcp time_wait是做什么的？为什么要开tcp_tw_recycle，不开tcp_tw_recycle会有什么问题吗？

如上图所示，TIME_WAIT是出现在TCP断链时主动发起FIN、ACK报文一侧设备的（不一定是服务器端），TIME_WAIT的时间在RFC里定义为2MSL，但实际上服务器是设定的固定值，在生产环境中见过30s、60s、90s。

TIME_WAIT存在的意义有两点：

1、 以上图为例，当Server端收到Client端发来的FIN，ACK后，如果没有TIME_WAIT定时器，直接回复ACK后关闭链接，但是这个ACK在网络中丢失了，Client端收不到ACK的话链接将无法正常关闭；而TIME_WAIT定时器存在的意义就是等待一段时间，如果Client收到ACK了就不会有其他动作，而没有收到ACK的话，就会重传FIN，ACK。

2、 防止lost duplicate对后续新建正常链接的传输造成破坏。简单来说，就是担心在建立TCP三次握手时，SYN报文在网络中由于某种原因在网络中兜圈子，迟迟未到服务器端，在这个迟迟未到的时间里，客户端重传SYN建立链接，并且完成了本次业务交互。没有TIME_WAIT的情况下，这个tcp链接很快就会被释放掉，此时在网络中兜圈子的SYN报文到达服务器端（实际已经没有意义了），但是服务器并不知道，于是浪费了服务器的资源。

TIME_WAIT过多主要会导致以下两个问题：

1. 占用连接资源：在TIME_WAIT时间内，相同五元组(源地址，源端口，目标地址，目标端口，协议)的连接无法创建，通常Linux一个ip可以开启的端口为指定的32768-61000，也就是大约30000个，如果TIME_WAIT状态过多，会导致无法创建新连接。

2. 占用内存资源：这点其实可以忽略，占用的内存资源非常少。

开启tcp_recycle的主要目的就是减少TIME WAIT的时间，但是上文也描述了，在NAT的场景下会引发网络不可达的故障，下面给出几点优化建议：

1、 通过修改参数tcp_max_tw_buckets = 262144 配置TIME WAIT的最大上限；

2、 如果挂载了硬件负载，增加硬件负载源NAT地址池的数量；

3、 调整大net.ipv4.ip_local_port_range

有的同学说我们的组网模式下没有NAT，但是你不能保证客户端没有做源NAT转换，总之非常不建议在生产环境中打开tcp_recycle。

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