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          深入理解Linux網(wǎng)絡(luò)

          作者: 時間:2024-02-27 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          同 CPU、內(nèi)存以及 I/O 一樣,也是 系統(tǒng)最核心的功能。是一種把不同計算機或設(shè)備連接到一起的技術(shù),它本質(zhì)上是一種進程間通信方式,特別是跨系統(tǒng)的進程間通信,必須要通過網(wǎng)絡(luò)才能進行。

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/202402/455767.htm

          網(wǎng)絡(luò)模型

          多臺服務(wù)器通過網(wǎng)卡、交換機、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接到一起,構(gòu)成了相互連接的網(wǎng)絡(luò)。由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的異構(gòu)性和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的復(fù)雜性,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織定義了一個七層的 OSI 網(wǎng)絡(luò)模型,但是這個模型過于復(fù)雜,實際工作中的事實標(biāo)準(zhǔn),是更為實用的 TCP/IP 模型。

          在計算機網(wǎng)絡(luò)時代初期,各大廠商推出了不同的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn),為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO 推出了統(tǒng)一的 OSI 開放式系統(tǒng)互聯(lián)通信參考模型(Open System Interconnection Reference Model)。

          網(wǎng)絡(luò)分層解決了網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜的問題,在網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)中,我們對不同設(shè)備之間的傳輸數(shù)據(jù)的格式,需要定義一個數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),所以就有了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

          為了解決網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中異構(gòu)設(shè)備的兼容性問題,并解耦復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)包處理流程,OSI 模型把網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的框架分為應(yīng)用層、表示層、會話層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層以及物理層等七層,每個層負責(zé)不同的功能。其中,

          ? 應(yīng)用層:負責(zé)為應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的接口。

          ? 表示層:負責(zé)把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成兼容接收系統(tǒng)的格式。

          ? 會話層:負責(zé)維護計算機之間的通信連接。

          ? 傳輸層:負責(zé)為數(shù)據(jù)加上傳輸表頭,形成數(shù)據(jù)包。

          ? 網(wǎng)絡(luò)層:負責(zé)數(shù)據(jù)的路由和轉(zhuǎn)發(fā)。

          ? 數(shù)據(jù)鏈路層:負責(zé) MAC 尋址、錯誤偵測和改錯。

          ? 物理層:負責(zé)在物理網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)幀。

          但是 OSI 模型還是太復(fù)雜了,也沒能提供一個可實現(xiàn)的方法。所以,在 中,實際上使用的是另一個更實用的四層模型,即 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)模型。

          TCP/IP 模型,把網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的框架分為應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、網(wǎng)絡(luò)接口層等四層,其中,

          ? 應(yīng)用層:負責(zé)向用戶提供一組應(yīng)用程序,比如 HTTP、FTP、DNS 等。

          ? 傳輸層:負責(zé)端到端的通信,比如 TCP、UDP 等。

          ? 網(wǎng)絡(luò)層:負責(zé)網(wǎng)絡(luò)包的封裝、尋址和路由,比如 IP、ICMP 等。

          ? 網(wǎng)絡(luò)接口層:負責(zé)網(wǎng)絡(luò)包在物理網(wǎng)絡(luò)中的傳輸,比如 MAC 尋址、錯誤偵測以及通過網(wǎng)卡傳輸網(wǎng)絡(luò)幀等。

          TCP/IP 與 OSI 模型的關(guān)系如下圖:

          640-2.png

          雖說 實際按照 TCP/IP 模型,實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧,但在平時的學(xué)習(xí)交流中,我們習(xí)慣上還是用 OSI 七層模型來描述。

          比如,說到七層和四層負載均衡,對應(yīng)的分別是 OSI 模型中的應(yīng)用層和傳輸層(而它們對應(yīng)到 TCP/IP 模型中,實際上是四層和三層)。

          Linux網(wǎng)絡(luò)棧

          有了 TCP/IP 模型后,在進行網(wǎng)絡(luò)傳輸時,數(shù)據(jù)包就會按照協(xié)議棧,對上一層發(fā)來的數(shù)據(jù)進行逐層處理;然后封裝上該層的協(xié)議頭,再發(fā)送給下一層。

          當(dāng)然,網(wǎng)絡(luò)包在每一層的處理邏輯,都取決于各層采用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。比如在應(yīng)用層,一個提供 REST API 的應(yīng)用,可以使用 HTTP 協(xié)議,把它需要傳輸?shù)?JSON 數(shù)據(jù)封裝到 HTTP 協(xié)議中,然后向下傳遞給 TCP 層。

          而封裝做的事情就很簡單了,只是在原來的負載前后,增加固定格式的元數(shù)據(jù),原始的負載數(shù)據(jù)并不會被修改。

          比如,以通過 TCP 協(xié)議通信的網(wǎng)絡(luò)包為例,通過下面這張圖,我們可以看到,應(yīng)用程序數(shù)據(jù)在每個層的封裝格式。

          640-3.png

          其中:

          ? 傳輸層在應(yīng)用程序數(shù)據(jù)前面增加了 TCP 頭;

          ? 網(wǎng)絡(luò)層在 TCP 數(shù)據(jù)包前增加了 IP 頭;

          ? 而網(wǎng)絡(luò)接口層,又在 IP 數(shù)據(jù)包前后分別增加了幀頭和幀尾。

          這些新增的頭部和尾部,增加了網(wǎng)絡(luò)包的大小,但我們都知道,物理鏈路中并不能傳輸任意大小的數(shù)據(jù)包。

          網(wǎng)絡(luò)接口配置的最大傳輸單元(MTU),就規(guī)定了最大的 IP 包大小。在我們最常用的以太網(wǎng)中,MTU 默認(rèn)值是 1500bytes(這也是 Linux 的默認(rèn)值)。

          在Linux操作系統(tǒng)中執(zhí)行 ifconfig 可以查看到每個網(wǎng)卡的mtu值,有1450、1500等不同的值。

          [root@dev ~]# ifconfig
          cni0: flags=4163  mtu 1450
                  inet 10.244.0.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 10.244.0.255
                  inet6 fe80::6435:53ff:fea0:638b  prefixlen 64  scopeid 0x20
                  ether 66:35:53:a0:63:8b  txqueuelen 1000  (Ethernet)
                  RX packets 124  bytes 12884 (12.5 KiB)
                  RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
                  TX packets 122  bytes 29636 (28.9 KiB)
                  TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
          docker0: flags=4099  mtu 1500
                  inet 172.17.0.1  netmask 255.255.0.0  broadcast 172.17.255.255
                  ether 02:42:12:9c:9e:91  txqueuelen 0  (Ethernet)
                  RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
                  RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
                  TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
                  TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
          ens33: flags=4163  mtu 1500
                  inet 192.168.2.129  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.2.255
                  inet6 fe80::a923:989b:b165:8e3b  prefixlen 64  scopeid 0x20
                  ether 00:0c:29:d9:5e:32  txqueuelen 1000  (Ethernet)
                  RX packets 131  bytes 13435 (13.1 KiB)
                  RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
                  TX packets 73  bytes 17977 (17.5 KiB)
                  TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

          一旦網(wǎng)絡(luò)包超過 MTU 的大小,就會在網(wǎng)絡(luò)層分片,以保證分片后的 IP 包不大于 MTU 值。

          顯然,MTU 越大,需要的分包也就越少,自然,網(wǎng)絡(luò)吞吐能力就越好。

          理解了 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)模型和網(wǎng)絡(luò)包的封裝原理后,對Linux 內(nèi)核中的網(wǎng)絡(luò)棧,其實也類似于 TCP/IP 的四層結(jié)構(gòu)。

          如下圖所示,就是 Linux 通用 IP 網(wǎng)絡(luò)棧的示意圖:

          640-4.png

          從上到下來看這個網(wǎng)絡(luò)棧,你可以發(fā)現(xiàn),

          ? 最上層的應(yīng)用程序,需要通過系統(tǒng)調(diào)用,來跟套接字接口進行交互;

          ? 套接字的下面,就是我們前面提到的傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層和網(wǎng)絡(luò)接口層;

          ? 最底層,則是網(wǎng)卡驅(qū)動程序以及物理網(wǎng)卡設(shè)備。

          網(wǎng)卡是發(fā)送和接收網(wǎng)絡(luò)包的基本設(shè)備。

          在系統(tǒng)啟動過程中,網(wǎng)卡通過內(nèi)核中的網(wǎng)卡驅(qū)動程序注冊到系統(tǒng)中。而在網(wǎng)絡(luò)收發(fā)過程中,內(nèi)核通過中斷跟網(wǎng)卡進行交互。

          網(wǎng)絡(luò)包的處理非常復(fù)雜,所以,網(wǎng)卡硬中斷只處理最核心的網(wǎng)卡數(shù)據(jù)讀取或發(fā)送,而協(xié)議棧中的大部分邏輯,都會放到軟中斷中處理。

          Linux網(wǎng)絡(luò)包收發(fā)流程

          了解了 Linux 網(wǎng)絡(luò)棧后,我們再來看看, Linux 到底是怎么收發(fā)網(wǎng)絡(luò)包的。

          PS:以下內(nèi)容都以物理網(wǎng)卡為例。Linux 還支持眾多的虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,而它們的網(wǎng)絡(luò)收發(fā)流程會有一些差別。

          網(wǎng)絡(luò)包的接收流程

          我們先來看網(wǎng)絡(luò)包的接收流程。

          1. 當(dāng)一個網(wǎng)絡(luò)幀到達網(wǎng)卡后,網(wǎng)卡會通過 DMA 方式,把這個網(wǎng)絡(luò)包放到收包隊列中;然后通過硬中斷,告訴中斷處理程序已經(jīng)收到了網(wǎng)絡(luò)包。

          2. 接著,網(wǎng)卡中斷處理程序會為網(wǎng)絡(luò)幀分配內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(sk_buff),并將其拷貝到 sk_buff 緩沖區(qū)中;然后再通過軟中斷,通知內(nèi)核收到了新的網(wǎng)絡(luò)幀。

          3. 接下來,內(nèi)核協(xié)議棧從緩沖區(qū)中取出網(wǎng)絡(luò)幀,并通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧,從下到上逐層處理這個網(wǎng)絡(luò)幀。比如,

          在鏈路層檢查報文的合法性,找出上層協(xié)議的類型( IPv4 還是 IPv6),再去掉幀頭、幀尾,然后交給網(wǎng)絡(luò)層。

          1. 網(wǎng)絡(luò)層取出 IP 頭,判斷網(wǎng)絡(luò)包下一步的走向,比如是交給上層處理還是轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層確認(rèn)這個包是要發(fā)送到本機后,就會取出上層協(xié)議的類型(TCP 還是 UDP),去掉 IP 頭,再交給傳輸層處理。

          2. 傳輸層取出 TCP 頭或者 UDP 頭后,根據(jù) < 源 IP、源端口、目的 IP、目的端口 > 四元組作為標(biāo)識,找出對應(yīng)的 Socket,并把數(shù)據(jù)拷貝到 Socket 的接收緩存中。

          3. 最后,應(yīng)用程序就可以使用 Socket 接口,讀取到新接收到的數(shù)據(jù)了。

          具體過程如下圖所示,這張圖的左半部分表示接收流程,而圖中的粉色箭頭則表示網(wǎng)絡(luò)包的處理路徑。

          640-5.png

          網(wǎng)絡(luò)包的發(fā)送流程

          網(wǎng)絡(luò)包的發(fā)送流程就是上圖的右半部分,很容易發(fā)現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)包的發(fā)送方向,正好跟接收方向相反。

          首先,應(yīng)用程序調(diào)用 Socket API(比如 sendmsg)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)包。由于這是一個系統(tǒng)調(diào)用,所以會陷入到內(nèi)核態(tài)的套接字層中。套接字層會把數(shù)據(jù)包放到 Socket 發(fā)送緩沖區(qū)中。

          接下來,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧從 Socket 發(fā)送緩沖區(qū)中,取出數(shù)據(jù)包;再按照 TCP/IP 棧,從上到下逐層處理。比如,傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層,分別為其增加 TCP 頭和 IP 頭,執(zhí)行路由查找確認(rèn)下一跳的 IP,并按照 MTU 大小進行分片。

          分片后的網(wǎng)絡(luò)包,再送到網(wǎng)絡(luò)接口層,進行物理地址尋址,以找到下一跳的 MAC 地址。然后添加幀頭和幀尾,放到發(fā)包隊列中。這一切完成后,會有軟中斷通知驅(qū)動程序:發(fā)包隊列中有新的網(wǎng)絡(luò)幀需要發(fā)送。

          最后,驅(qū)動程序通過 DMA ,從發(fā)包隊列中讀出網(wǎng)絡(luò)幀,并通過物理網(wǎng)卡把它發(fā)送出去。

          在不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理下,給我們的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包加上了各種頭部,這保證了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)在各層物理設(shè)備的流轉(zhuǎn)下可以正確抵達目的地。

          收到處理后的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包后,接受端再通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將頭部字段去除,得到原始的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。

          下圖是客戶端與服務(wù)器之間用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議連接通信的過程:

          640-6.png

          Linux 網(wǎng)絡(luò)根據(jù) TCP/IP 模型,構(gòu)建其網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧。TCP/IP 模型由應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、網(wǎng)絡(luò)接口層等四層組成,這也是 Linux 網(wǎng)絡(luò)棧最核心的構(gòu)成部分。

          應(yīng)用程序通過套接字接口發(fā)送數(shù)據(jù)包時,先要在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧中從上到下逐層處理,然后才最終送到網(wǎng)卡發(fā)送出去;而接收數(shù)據(jù)包時,也要先經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)棧從下到上的逐層處理,最后送到應(yīng)用程序。

          了解 Linux 網(wǎng)絡(luò)的基本原理和收發(fā)流程后,你肯定迫不及待想知道,如何去觀察網(wǎng)絡(luò)的性能情況。具體而言,哪些指標(biāo)可以用來衡量 Linux 的網(wǎng)絡(luò)性能呢?

          常用網(wǎng)絡(luò)相關(guān)命令

          分析網(wǎng)絡(luò)問題的第一步,通常是查看網(wǎng)絡(luò)接口的配置和狀態(tài)。你可以使用 ifconfig 或者 ip 命令,來查看網(wǎng)絡(luò)的配置。

          ifconfig 和 ip 分別屬于軟件包 net-tools 和 iproute2,iproute2 是 net-tools 的下一代,通常情況下它們會在發(fā)行版中默認(rèn)安裝。

          以網(wǎng)絡(luò)接口 ens33 為例,可以運行下面的兩個命令,查看它的配置和狀態(tài):

          [root@dev ~]# ifconfig ens33
          ens33: flags=4163  mtu 1500
                  inet 192.168.2.129  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.2.255
                  inet6 fe80::a923:989b:b165:8e3b  prefixlen 64  scopeid 0x20
                  ether 00:0c:29:d9:5e:32  txqueuelen 1000  (Ethernet)
                  RX packets 249  bytes 22199 (21.6 KiB)
                  RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
                  TX packets 106  bytes 22636 (22.1 KiB)
                  TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
          [root@dev ~]#
          [root@dev ~]# ip -s addr show ens33
          2: ens33:  mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
              link/ether 00:0c:29:d9:5e:32 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
              inet 192.168.2.129/24 brd 192.168.2.255 scope global noprefixroute ens33
                 valid_lft forever preferred_lft forever
              inet6 fe80::a923:989b:b165:8e3b/64 scope link noprefixroute
                 valid_lft forever preferred_lft forever
              RX: bytes  packets  errors  dropped overrun mcast
              24877      279      0       0       0       0
              TX: bytes  packets  errors  dropped carrier collsns
              24616      123      0       0       0       0

          可以看到,ifconfig 和 ip 命令輸出的指標(biāo)基本相同,只是顯示格式略微不同。比如,它們都包括了網(wǎng)絡(luò)接口的狀態(tài)標(biāo)志、MTU 大小、IP、子網(wǎng)、MAC 地址以及網(wǎng)絡(luò)包收發(fā)的統(tǒng)計信息。

          有幾個字段可以重點關(guān)注下:

          第一,網(wǎng)絡(luò)接口的狀態(tài)標(biāo)志。ifconfig 輸出中的 RUNNING ,或 ip 輸出中的 LOWER_UP ,都表示物理網(wǎng)絡(luò)是連通的,即網(wǎng)卡已經(jīng)連接到了交換機或者路由器中。如果你看不到它們,通常表示網(wǎng)線被拔掉了。

          第二,MTU 的大小。MTU 默認(rèn)大小是 1500,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的不同(比如是否使用了 VXLAN 等疊加網(wǎng)絡(luò)),你可能需要調(diào)大或者調(diào)小 MTU 的數(shù)值。

          第三,網(wǎng)絡(luò)接口的 IP 地址、子網(wǎng)以及 MAC 地址。這些都是保障網(wǎng)絡(luò)功能正常工作所必需的,你需要確保配置正確。

          第四,網(wǎng)絡(luò)收發(fā)的字節(jié)數(shù)、包數(shù)、錯誤數(shù)以及丟包情況,特別是 TX ( Transmit發(fā)送 )和 RX(Receive接收 ) 部分的 errors、dropped、overruns、carrier 以及 collisions 等指標(biāo)不為 0 時,通常表示出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)問題。其中:

          ? errors 表示發(fā)生錯誤的數(shù)據(jù)包數(shù),比如校驗錯誤、幀同步錯誤等;

          ? dropped 表示丟棄的數(shù)據(jù)包數(shù),即數(shù)據(jù)包已經(jīng)收到了 Ring Buffer,但因為內(nèi)存不足等原因丟包;

          ? overruns 表示超限數(shù)據(jù)包數(shù),即網(wǎng)絡(luò) I/O 速度過快,導(dǎo)致 Ring Buffer 中的數(shù)據(jù)包來不及處理(隊列滿)而導(dǎo)致的丟包;

          ? carrier 表示發(fā)生 carrirer 錯誤的數(shù)據(jù)包數(shù),比如雙工模式不匹配、物理電纜出現(xiàn)問題等;

          ? collisions 表示碰撞數(shù)據(jù)包數(shù)。

          套接字信息

          套接字接口在網(wǎng)絡(luò)程序功能中是內(nèi)核與應(yīng)用層之間的接口。TCP/IP 協(xié)議棧的所有數(shù)據(jù)和控制功能都來自于套接字接口,與 OSI 網(wǎng)絡(luò)分層模型相比,TCP/IP 協(xié)議棧本身在傳輸層以上就不包含任何其他協(xié)議。

          在 Linux 操作系統(tǒng)中,替代傳輸層以上協(xié)議實體的標(biāo)準(zhǔn)接口,稱為套接字,它負責(zé)實現(xiàn)傳輸層以上所有的功能,可以說套接字是 TCP/IP 協(xié)議棧對外的窗口。

          ifconfig 和 ip 只顯示了網(wǎng)絡(luò)接口收發(fā)數(shù)據(jù)包的統(tǒng)計信息,但在實際的性能問題中,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧中的統(tǒng)計信息,我們也必須關(guān)注,可以用 netstat 或者 ss ,來查看套接字、網(wǎng)絡(luò)棧、網(wǎng)絡(luò)接口以及路由表的信息。

          我個人更推薦,使用 ss 來查詢網(wǎng)絡(luò)的連接信息,因為它比 netstat 提供了更好的性能(速度更快)。

          比如,你可以執(zhí)行下面的命令,查詢套接字信息:

          head -n 4 表示只顯示前面4行
          -l 表示只顯示監(jiān)聽套接字
          -n 表示顯示數(shù)字地址和端口(而不是名字)
          -p 表示顯示進程信息
          [root@dev ~]# netstat -nlp | head -n 4
          Active Internet connections (only servers)
          Proto Recv-Q Send-Q Local Address    Foreign Address         State       PID/Program name
          tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*          LISTEN      952/sshd
          tcp        0      0 127.0.0.1:25            0.0.0.0:*          LISTEN      11/master

          -l 表示只顯示監(jiān)聽套接字
          -t 表示只顯示 TCP 套接字
          -n 表示顯示數(shù)字地址和端口(而不是名字)
          -p 表示顯示進程信息
          ss -ltnp | head -n 4

          640-7.png

          netstat 和 ss 的輸出也是類似的,都展示了套接字的狀態(tài)、接收隊列、發(fā)送隊列、本地地址、遠端地址、進程 PID 和進程名稱等。

          其中,接收隊列(Recv-Q)和發(fā)送隊列(Send-Q)需要你特別關(guān)注,它們通常應(yīng)該是 0。

          當(dāng)你發(fā)現(xiàn)它們不是 0 時,說明有網(wǎng)絡(luò)包的堆積發(fā)生。當(dāng)然還要注意,在不同套接字狀態(tài)下,它們的含義不同。

          當(dāng)套接字處于連接狀態(tài)(Established)時,

          ? Recv-Q 表示套接字緩沖還沒有被應(yīng)用程序取走的字節(jié)數(shù)(即接收隊列長度)。

          ? Send-Q 表示還沒有被遠端主機確認(rèn)的字節(jié)數(shù)(即發(fā)送隊列長度)。

          當(dāng)套接字處于監(jiān)聽狀態(tài)(Listening)時,

          ? Recv-Q 表示全連接隊列的長度。

          ? Send-Q 表示全連接隊列的最大長度。

          所謂全連接,是指服務(wù)器收到了客戶端的 ACK,完成了 TCP 三次握手,然后就會把這個連接挪到全連接隊列中。這些全連接中的套接字,還需要被 accept() 系統(tǒng)調(diào)用取走,服務(wù)器才可以開始真正處理客戶端的請求。

          與全連接隊列相對應(yīng)的,還有一個半連接隊列。所謂半連接是指還沒有完成 TCP 三次握手的連接,連接只進行了一半。服務(wù)器收到了客戶端的 SYN 包后,就會把這個連接放到半連接隊列中,然后再向客戶端發(fā)送 SYN+ACK 包。

          連接統(tǒng)計信息

          類似的,使用 netstat 或 ss ,也可以查看協(xié)議棧的信息:

          [root@dev ~]# netstat -s
          ...
          Tcp:
              1898 active connections openings
              1502 passive connection openings
              24 failed connection attempts
              1304 connection resets received
              178 connections established
              133459 segments received
              133428 segments send out
              22 segments retransmited
              0 bad segments received.
              1400 resets sent
          ...
          [root@dev ~]# ss -s
          Total: 1700 (kernel 2499)
          TCP:   340 (estab 178, closed 144, orphaned 0, synrecv 0, timewait 134/0), ports 0
          Transport Total     IP        IPv6
          *         2499      -         -
          RAW       1         0         1
          UDP       5         3         2
          TCP       196       179       17
          INET      202       182       20
          FRAG      0         0         0

          這些協(xié)議棧的統(tǒng)計信息都很直觀。

          ss 只顯示已經(jīng)連接、關(guān)閉、孤兒套接字等簡要統(tǒng)計,而 netstat 則提供的是更詳細的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧信息,展示了 TCP 協(xié)議的主動連接、被動連接、失敗重試、發(fā)送和接收的分段數(shù)量等各種信息。

          連通性和延時

          通常使用 ping ,來測試遠程主機的連通性和延時,而ping基于 ICMP 協(xié)議。

          比如,執(zhí)行下面的命令,你就可以測試本機到 192.168.2.129 這個 IP 地址的連通性和延時:

          [root@dev ~]# ping -c3 192.168.2.129
          PING 192.168.2.129 (192.168.2.129) 56(84) bytes of data.
          64 bytes from 192.168.2.129: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.026 ms
          64 bytes from 192.168.2.129: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.016 ms
          64 bytes from 192.168.2.129: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.015 ms
          --- 192.168.2.129 ping statistics ---
          3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 1998ms
          rtt min/avg/max/mdev = 0.015/0.019/0.026/0.005 ms

          ping 的輸出,可以分為兩部分。

          1. 第一部分,是每個 ICMP 請求的信息,包括 ICMP 序列號(icmp_seq)、TTL(生存時間,或者跳數(shù))以及往返延時。

          2. 第二部分,則是三次 ICMP 請求的匯總。

          比如上面的示例顯示,發(fā)送了 3 個網(wǎng)絡(luò)包,并且接收到 3 個響應(yīng),沒有丟包發(fā)生,這說明測試主機到 192.168.2.129是連通的;平均往返延時(RTT)是 0.026 ms,也就是從發(fā)送 ICMP 開始,到接收到主機回復(fù)的確認(rèn),總共經(jīng)歷的時間。



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