tcp_tw_recycle和tcp_timestamps導致connect失敗問題
2024-09-10 14:19:08
供稿：網友
近來線上陸續出現了一些connect失敗的問題，經過分析試驗，最終確認和proc參數tcp_tw_recycle/tcp_timestamps相關；
1. 現象
第一個現象：模塊A通過NAT網關訪問服務S成功，而模塊B通過NAT網關訪問服務S經常性出現connect失敗，抓包發現：服務S端已經收到了syn包，但沒有回復synack；另外，模塊A關閉了tcp timestamp，而模塊B開啟了tcp timestamp；
第二個現象：不同主機上的模塊C（開啟timestamp），通過NAT網關（1個出口ip）訪問同一服務S，主機C1 connect成功，而主機C2 connect失敗；
2. 分析
根據現象上述問題明顯和tcp timestmap有關；查看linux 2.6.32內核源碼，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。
源碼函數：tcp_v4_conn_request(),該函數是tcp層三次握手syn包的處理函數（服務端）；
源碼片段：
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支持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 大于本次tcp
分析：主機client1和client2通過NAT網關（1個ip地址）訪問serverN，由于timestamp時間為系統啟動到當前的時間，因此，client1和client2的timestamp不相同；根據上述syn包處理源碼，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；
參數：/proc/sys/net/ipv4/tcp_timestamps - 控制timestamp選項開啟/關閉
/proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_recycle - 減少timewait socket釋放的超時時間
3. 解決方法
echo 0 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_recycle;
tcp_tw_recycle默認是關閉的，有不少服務器，為了提高性能，開啟了該選項；
為了解決上述問題，個人建議關閉tcp_tw_recycle選項，而不是timestamp；因為 在tcp timestamp關閉的條件下，開啟tcp_tw_recycle是不起作用的；而tcp timestamp可以獨立開啟并起作用。
源碼函數： tcp_time_wait()
源碼片段：
if (tcp_death_row.sysctl_tw_recycle && tp->rx_opt.ts_recent_stamp)
recycle_ok = icsk->icsk_af_ops->remember_stamp(sk);
......
if (timeo < rto)
timeo = rto;
if (recycle_ok) {
tw->tw_timeout = rto;
} else {
tw->tw_timeout = TCP_TIMEWAIT_LEN;
