By default, Wireshark’s TCP dissector tracks the state of each TCP session and provides additional information when problems or potential problems are detected. Analysis is done once for each TCP packet when a capture file is first opened. Packets are processed in the order in which they appear in the packet list. You can enable or disable this feature via the “Analyze TCP sequence numbers” TCP dissector preference.
For analysis of data or protocols layered on top of TCP (such as HTTP), see Section 7.8.3, “TCP Reassembly”.
Figure 7.7. “TCP Analysis” packet detail items
TCP Analysis flags are added to the TCP protocol tree under “SEQ/ACK analysis”. Each flag is described below. Terms such as “next expected sequence number” and “next expected acknowledgement number” refer to the following”:
TCP ACKed unseen segment
Set when the expected next acknowledgement number is set for the reverse direction and it’s less than the current acknowledgement number.
TCP Dup ACK #
Set when all of the following are true:
TCP Fast Retransmission
Set when all of the following are true:
Supersedes “Out-Of-Order” and “Retransmission”.
TCP Keep-Alive
Set when the segment size is zero or one, the current sequence number is one byte less than the next expected sequence number, and any of SYN, FIN, or RST are set.
Supersedes “Fast Retransmission”, “Out-Of-Order”, “Spurious Retransmission”, and “Retransmission”.
TCP Keep-Alive ACK
Set when all of the following are true:
Supersedes “Dup ACK” and “ZeroWindowProbeAck”.
TCP Out-Of-Order
Set when all of the following are true:
TCP Port numbers reused
Set when the SYN flag is set (not SYN+ACK), we have an existing conversation using the same addresses and ports, and the sequence number is different than the existing conversation’s initial sequence number.
TCP Previous segment not captured
Set when the current sequence number is greater than the next expected sequence number.
TCP Spurious Retransmission
Checks for a retransmission based on analysis data in the reverse direction. Set when all of the following are true:
Supersedes “Fast Retransmission”, “Out-Of-Order”, and “Retransmission”.
TCP Retransmission
Set when all of the following are true:
TCP Window Full
Set when the segment size is non-zero, we know the window size in the reverse direction, and our segment size exceeds the window size in the reverse direction.
TCP Window Update
Set when the all of the following are true:
TCP ZeroWindow
Set when the receive window size is zero and none of SYN, FIN, or RST are set.
The window field in each TCP header advertises the amount of data a receiver can accept. If the receiver can’t accept any more data it will set the window value to zero, which tells the sender to pause its transmission. In some specific cases this is normal — for example, a printer might use a zero window to pause the transmission of a print job while it loads or reverses a sheet of paper. However, in most cases this indicates a performance or capacity problem on the receiving end. It might take a long time (sometimes several minutes) to resume a paused connection, even if the underlying condition that caused the zero window clears up quickly.
TCP ZeroWindowProbe
Set when the sequence number is equal to the next expected sequence number, the segment size is one, and last-seen window size in the reverse direction was zero.
If the single data byte from a Zero Window Probe is dropped by the receiver (not ACKed), then a subsequent segment should not be flagged as retransmission if all of the following conditions are true for that segment: * The segment size is larger than one. * The next expected sequence number is one less than the current sequence number.
This affects “Fast Retransmission”, “Out-Of-Order”, or “Retransmission”.
TCP ZeroWindowProbeAck
Set when the all of the following are true:
Supersedes “TCP Dup ACK”.
TCP Ambiguous Interpretations
Some captures are quite difficult to analyze automatically, particularly when the time frame may cover both Fast Retransmission and Out-Of-Order packets. A TCP preference allows to switch the precedence of these two interpretations at the protocol level.
Я слышал о HTTP keep-alive, но сейчас я хочу открыть соединение сокета с удаленным сервером. Теперь это соединение сокета останется открытым навсегда или есть ограничение времени ожидания, связанное с ним, подобное HTTP keep-alive?
6 ответов
TCP сокеты остаются открытыми, пока они не будут закрыты.
тем не менее, очень сложно обнаружить сломанное соединение (сломанное, как в маршрутизаторе, и т. д., а не закрытое) без фактической отправки данных, поэтому большинство приложений делают какую-то реакцию пинг-понга так часто, чтобы убедиться, что соединение все еще на самом деле живо.
теперь это соединение сокета останется открытым навсегда или есть ограничение времени ожидания, связанное с ним, подобное HTTP keep-alive?
короткий ответ:да, есть тайм-аут, и он применяется через TCP Keep-Alive.
если вы хотите настроить таймаут Keep-Alive, см. раздел «изменение таймаутов TCP» ниже.
введение
TCP-соединения состоят из двух розеток, одна на каждом конце соединения. Когда одна сторона хочет прекратить соединение, она отправляет RST пакет, который другая сторона признает, и оба закрывают свои сокеты.
Keep-Alive Process
есть три настраиваемых свойства, которые определяют, как Keep-Alives работают. В Linux они 1 :
процесс работает следующим образом:
этот процесс включен по умолчанию в большинстве операционных систем, и поэтому мертвые TCP-соединения регулярно обрезаются, как только другой конец не отвечает в течение 2 часов 11 минут (7200 секунд + 75 * 9 секунд).
Gotchas
2 Часа По Умолчанию
поскольку процесс не запускается, пока соединение не простаивает в течение двух часов по умолчанию, устаревшие TCP-соединения могут задерживаться очень долго, прежде чем быть обрезаны. Это может быть особенно опасно для дорогих соединений, таких как соединения с базой данных.
Keep-Alive является необязательным
по данным RFC 1122 4.2.3.6, отвечая на и/или ретрансляцию TCP Keep-Alive пакеты необязательно:
разработчики могут включать «keep-alives» в свои реализации TCP, хотя эта практика не является общепринятой. Если keep-alives в комплекте, приложение должно быть в состоянии включить или выключить их для каждого TCP-соединение, и они должны по умолчанию отключены.
крайне важно помнить, что сегменты ACK, не содержащие данных, не являются надежно передается по протоколу TCP.
рассуждение заключается в том, что пакеты Keep-Alive не содержат данных и не являются строго необходимыми и рискуют засорить трубки паутины, если они используются.
однако на практике, мой опыт был в том, что эта проблема со временем уменьшилась, поскольку пропускная способность стала дешевле; и, таким образом, пакеты Keep-Alive обычно не отбрасываются. документация Amazon EC2 например, дает косвенное одобрение Keep-Alive, поэтому, если вы размещаете с AWS, вы, вероятно, безопасно полагаетесь на Keep-Alive, но ваш пробег может отличаться.
изменение таймаутов TCP
За Исполнение
вместо этого, вы можете быть вынуждены применить конфигурацию операционной системы в целом. Имейте в виду, что эта конфигурация повлияет на все TCP-соединения, запущенные во всей системе.
Linux
текущие настройки TCP Keep-Alive можно найти в
вы можете обновить любой из них так:
такие изменения не будут сохраняться при перезапуске. Чтобы внести постоянные изменения, используйте sysctl :
Mac OS X
текущие настройки можно просмотреть с помощью sysctl :
обратите внимание, Mac OS X определяет keepidle и keepintvl в единицах МС в отличие от Linux, который использует секунды.
свойства можно задать с помощью sysctl который сохранит эти настройки при перезагрузке:
кроме того, вы можете добавлять их в /etc/sysctl.conf (создает файл, если он не существует).
Windows
у меня нет машины Windows для подтверждения, но вы должны найти соответствующие настройки TCP Keep-Alive в реестре at
1. См. man tcp для получения дополнительной информации.
2. Этот пакет часто называют пакетом» Keep-Alive», но в спецификации TCP это просто обычный ACK пакета. Такие приложения, как Wireshark, могут маркировать его как пакет» Keep-Alive » путем метаанализа последовательности и номеров подтверждения, которые он содержит в ссылка на предыдущие сообщения в сокете.
вы ищете опцию сокета SO_KEEPALIVE.
на API сокета Java предоставляет» keep-alive » для приложений через setKeepAlive и getKeepAlive методы.
EDIT: SO_KEEPALIVE реализован в стеках сетевых протоколов ОС без отправки каких-либо» реальных » данных. Интервал keep-alive зависит от операционной системы и может быть настроен через параметр ядра.
поскольку данные не отправляются, SO_KEEPALIVE может только проверить живучесть сетевое подключение, а не живость службы, к которой подключен сокет. Чтобы проверить последнее, вам нужно реализовать то, что включает отправку сообщений на сервер и получение ответа.
Это из спецификации TCP,
пакеты Keep-alive должны быть отправлены только тогда, когда никакие данные или пакеты подтверждения не были получены для соединения в течение интервала. Этот интервал должен быть конфигурируемым и иметь значение по умолчанию не менее двух несколько часов.
Как вы можете видеть, интервал TCP keepalive по умолчанию слишком длинный для большинства приложений. Возможно, вам придется добавить активности в свой протокол.
Если вы находитесь за маскирующимся NAT (как и большинство домашних пользователей в эти дни), существует ограниченный пул внешних портов, и они должны быть разделены между TCP-соединениями. Поэтому маскирующиеся NATs склонны предполагать, что соединение было прервано, если данные не были отправлены в течение определенного периода времени.
Это и другие подобные проблемы (в любом месте между двумя конечными точками) могут означать, что соединение больше не будет «работать», если вы попытаетесь отправить данные после разумного периода простоя. Тем не менее, вы не можете обнаружить это, пока вы попробовать для отправки данных.
использование keepalives оба уменьшается вероятность того, что соединение будет прервано где-то по линии, а также позволяет узнать о сломанном соединении раньше.
вот некоторая дополнительная литература по keepalive, которая объясняет это гораздо более подробно.
поскольку Java не позволяет вам контролировать фактическое время keepalive, вы можете использовать примеры для их изменения, если вы используете ядро Linux (или ОС на основе proc).
Автор: Андрей Елсуков Источник: RSDN Magazine #1-2004
Опубликовано: 03.10.2004 Исправлено: 10.12.2016 Версия текста: 1.0
Введение
Протокол TCP, в отличие от UDP, осуществляет доставку дейтаграмм, называемых сегментами, в виде байтовых потоков с установлением соединения. TCP применяется в тех случаях, когда требуется гарантированная доставка сообщений. Он использует контрольные суммы пакетов для проверки их целостности, контролирует последовательность передаваемых данных и избавляет программиста от многих рутинных задач. В качестве примеров прикладных протоколов, использующих TCP, можно назвать протокол FTP, HTTP, SMTP и многие другие.
ПРИМЕЧАНИЕ
В данной статье речь будет идти о реализациях стека TCP/IP в Microsoft Windows NT/2000/XP и более поздних версиях, а также реализации Windows Sockets версии 2 и более поздних.
Таймер keep-alive
Принцип работы этого таймера предельно прост. Если канал между клиентом и сервером пассивен некоторое время (по умолчанию 2 часа), то посылается служебное сообщение, если ответа на него не поступило, через 75 секунд (обычно) сообщение посылается повторно и так несколько раз. Если ответ получен – таймер сбрасывается, и отчёт начинается заново. Если после нескольких повторов ответа так и не поступило, то соединение разрывается. Число повторов зависит от реализации стека TCP/IP, в некоторых реализациях может изменяться, в некоторых – нет…
При использовании сокетов в Windows keep-alive сообщения по умолчанию выключены. Включить их можно с помощью функции setsockopt :
В качестве параметров в функцию передаются:
Для включения/выключения посылки keep-alive используется опция SO_KEEPALIVE уровня SOL_SOCKET. Параметр optval интерпретируется функцией как булево значение, для включения посылки он должен иметь значение TRUE, иначе – FALSE.
На практике нет никакого смысла ждать 2 часа до посылки keep-alive сообщения, куда интереснее более реальные интервалы времени (несколько десятков секунд или минут). Для изменения этого интервала в Winsock2 предусмотрена функция WSAIoctl :
В качестве параметров в функцию передаются:
Заключение
Для проверки работы keep-alive я написал простенькую программку, которая соединяется с 21-м портом по заданному адресу. Интервал посылки keep-alive сообщений устанавливается равным 10 секундам, с повтором через 1 секунду. Далее я пользовался анализатором трафика и пакетным фильтром. С помощью пакетного фильтра создал ситуацию потери связи с сервером, в результате которой после нескольких безответных посылок keep-alive возникает событие FD_CLOSE.
Преодоление разрыва удаленного соединения при отсутствии действий пользователя
При работе с GUI и терминальными приложениями нередко случается, что пользователь, работая в режиме удаленного доступа (как правило, через Интернет), покинув компьютер минут на 15, по возвращении обнаруживает, что программа зависла. На любое действие она отвечает ошибкой, содержащей примерно такие фразы: «Потеряна связь с сервером», «[WINSOCK] virtual circuit reset by host» и т.п. Наблюдается такое и при выполнении «долгоиграющих» методов (запросов к серверу), в которых не предусмотрен вывод прогресс-бара или какая-либо интерактивность.
Данная проблема характерна не только для GUI и терминальных решений на базе СУБД Caché и Ensemble компании InterSystems, а вообще для любого клиент-серверного взаимодействия по протоколу TCP/IP. Обычно она решается на прикладном уровне путём периодического обмена пустыми сообщениями специального вида, предназначенными лишь для того, чтобы просигнализировать о том, что приложение «живо».
Ниже о том, как можно решать эту проблему без программирования.
Источник проблемы
Источник проблемы лежит в природе протокола TCP/IP. Как правило, источник сеанса TCP/IP и его приемник находятся в различных сетях, и на пути сеанса встречается несколько маршрутизаторов. Хотя бы один из них обычно выполняет NAT-преобразование адресов. Ресурсы маршрутизатора всегда ограничены, поэтому некоторые из них выполняют очистку NAT-таблиц от «мёртвых» сеансов. Сеанс считается «мёртвым», если по нему не передавались пакеты в течение некоторого заданного интервала времени (назовем его интервал очистки). Таким образом, «молчаливый» сеанс может быть принят за «мёртвый» и вычищен из NAT-таблицы. При этом ни источник, ни приемник об этом не уведомляются («не царское дело»), и оба они остаются в уверенности, что сеанс ещё «жив» (в чем легко убедиться командой netstat, выполнив ее на клиенте или на сервере в момент возникновения ошибки, но до нажатия на ОК). Когда пользователь, получивший сообщение об ошибке, нажмет на ОК, о разрыве сеанса узнает клиент; серверный же процесс завершится, когда «умерший» сеанс распознает ОС.
Экспериментально установлено, что интервал очистки у многих маршутизаторов (по крайней мере, с прошитым Linux 2.4/iptables) составляет около 10 минут. Постараемся заставить наш TCP-сеанс автоматически поддерживать себя в активном состоянии, даже когда не передается никаких пакетов с данными.
Предлагаемое решение
На уровне ОС обнаружением разорванных TCP-соединений управляют следующие параметры ядра, управляющие работой механизма tcp_keepalive [1]: • tcp_keepalive_time — интервал времени с момента отправки последнего пакета с данными; по истечении этого срока соединение помечается как требующее проверки; после начала проверки параметр не используется; • tcp_keepalive_intvl — интервал между проверочными пакетами (отправка которых начинается по истечении tcp_keepalive_time); • tcp_keepalive_probes — количество неподтвержденных проверочных пакетов; по исчерпании этого счетчика соединение считается разорванным.
Надо сказать, что механизм tcp_keepalive имеет двойное назначение: он может использоваться как для искусственного поддержания активности соединения, так и для выявления разорванных (так называемых «полуоткрытых») соединений. В данной статье обсуждается в основном первое применение, о втором применении, возможно, речь пойдёт в следующей статье на эту тему.
Для того чтобы механизм tcp_keepalive был задействован для TCP-соединений, необходимы два условия: • поддержка на уровне ОС; к счастью, и в Windows, и в Linux она имеется; • на одном из концов соединения сокет должен быть открыт с параметром SO_KEEPALIVE. Как оказалось, сервисы Caché открывают сокеты с этим параметром, а сервис OpenSSH несложно заставить поступать аналогично.
Наибольший интерес для нас представляет первый параметр (tcp_keepalive_time), так как именно от него зависит, насколько часто будет выполняться проверка неактивных (с точки зрения отсутствия трафика) соединений. Его значение по умолчанию — и в Windows, и в Linux — равно двум часам (7200 с). Типичное же время бездействия, после которого наступает разрыв, составляет около 10 минут. Поэтому предлагается установить значение параметра в 5 минут, что позволит искусственно поддерживать активность TCP-сеансов, не перегружая сеть избыточным трафиком (5 минут — это не 5 секунд).
Установка параметров tcp_keepalive на сервере Windows
Вы должны обладать правами Администратора к серверу. В разделе реестра HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters создайте параметр DWORD с именем KeepAliveTime и значением 300000 (десятичным). Параметр задаётся в миллисекундах, поэтому предлагаемое значение — это 5 минут. После чего остановите Caché и перезагрузите сервер.
Что касается двух других параметров tcp_keepalive, то их умолчания в Windows таковы:
KeepAliveInterval Key: Tcpip\Parameters Value Type: REG_DWORD—time in milliseconds Valid Range: 0–0xFFFFFFFE Default: 1000 (1 секунда)
KeepAliveProbes Такого параметра (устанавливающего количество неподтвержденных проверочных пакетов), в реестре не существует. Согласно [2], в Windows 2000 / XP / 2003 в этом качестве используется значение параметра TcpMaxDataRetransmission (умолчание — 5), а в более поздних версиях [3] — фиксированное значение, равное 10. Поэтому, если менять только значение первого параметра (с 7200 на 300), сохраняя умолчание для второго, сервер Windows 2008 будет узнавать о разрыве TCP-соединения через 1*10 + 300 = 310 секунд.
Установка параметров tcp_keepalive на сервере Linux
Изменить значения параметров можно «на ходу», не перезагружая сервер. Зайдите как root и выполните:
Чтобы сделать изменение долговечным по отношению к возможным перезагрузкам сервера, проще всего отредактировать файл параметров ядра /etc/sysctl.conf, добавив в него строку (лучше две):
Обратите внимание, что в отличие от Windows, значение параметра задается в секундах. Что касается остальных двух параметров tcp_keepalive, то их умолчания в Linux таковы:
Если менять только значение первого параметра (с 7200 на 300), сохраняя умолчания для остальных двух, сервер Linux будет узнавать о разрыве соединения только через 75*9 + 300 = 975 секунд.
Установка параметра TCPKeepAlive в конфигурации СУБД Caché
Начиная с версии 2008.2, в Caché для платформ Windows и Linux появилась возможность задавать tcp_keepalive_time на уровне сокета, что удобно, так как позволяет избежать изменения настроек операционной системы. Однако «в чистом виде» эта возможность, в основном, представляет интерес лишь для независимых разработчиков сокет-серверов. К счастью, она была дополнена параметром конфигурации TCPKeepAlive=n в секции [SQL], доступным для редактирования со страницы Портала управления системой: Конфигурация > Общие Настройки SQL. Значение по умолчанию — 300 секунд (то, что доктор прописал). Действие параметра распространяется не только на SQL, но и, как нетрудно догадаться, на любые соединения с Caché, обслуживаемые сервисом %Service_Bindings. К ним относится, в частности, и объектный доступ через CacheActiveX.Factory, поэтому если ваше приложение может использовать этот протокол в качестве транспорта, не стоит упускать такую возможность.
Установка параметров KeepAlive в конфигурации сервера OpenSSH
Если вы используете SSH [4] (для работы в режиме командной оболочки или как транспорт для вашего GUI-приложения), то… скорее всего, проделанной настройки ядра будет достаточно, поскольку сервис OpenSSH (по крайней мере, в версии 5.x) по-умолчанию открывает сокет с параметром SO_KEEPALIVE.
На всякий случай стоит проверить конфигурационный файл /etc/ssh/sshd_config. Найдите в нем строку
Если нашли, то делать ничего не надо, так как значения параметров по умолчанию предоставляются в закомментированном виде.
Протокол SSH v.2 имеет альтернативные средства контроля активности сеансов, например, с помощью настройки параметров сервиса OpenSSH ClientAliveInterval и ClientAliveCountMax. При использовании этих параметров, в отличие от TCPKeepAlive, запросы KeepAlive отправляются через защищённый SSH канал и не могут быть подменены. Приходится признать, что альтернативные средства являются более безопасными, нежели традиционный механизм TCPKeepAlive, для которого существует опасность анализа KeepAlive-пакетов и организации DoS-атак [5].
Устанавливает время ожидания в секундах, по истечении которого, если не поступает информация со стороны клиента, sshd отправляет ему запрос отклика через защищённый канал. По умолчанию используется 0, что означает, что клиенту не будет направлен такой запрос. Устанавливает количество запросов клиенту, которые могут быть отправлены sshd без получения на них отклика. Если предел достигнут, sshd разъединяется с клиентом и завершает сеанс. Значение по умолчанию: 3. Если вы установите значение параметра ClientAliveInterval равным 60, оставив ClientAliveCountMax без изменений, то не отвечающие ssh-клиенты будут отключены примерно через 180 секунд. При этом следует отключить механизм TCP KeepAlive, установив
Всегда ли это работает?
Существуют категории сетевых проблем, в которых описанный подход может быть малоэффективен.
Одна из них имеет место, когда из-за низкого качества сетевого обслуживания связь может физически пропадать в течение коротких промежутков времени. Если сеанс бездействует, а связь временно пропадает и восстанавливается до того, как клиент или сервер попытаются что-то друг другу послать, то никто из них ничего «не замечает», и TCP-сеанс сохраняется. В случае периодических проверок TCPKeepAlive возрастает вероятность обращения сервера к клиенту в моменты временного исчезновения связи, что может вести к принудительным разрывам TCP-соединения. В такой ситуации можно попробовать увеличить на сервере KeepAliveInterval до 60-75 секунд (вспомнив, что в Windows умолчание — 1 секунда) при максимальном количестве повторов равным 10, в надежде, что за 10 минут любая временная сетевая проблема самоустранится. Правда, если повторные передачи будут длиться слишком долго, и окажется, что KeepAliveTime + (KeepAliveInterval * кол-во_повторов) > 10 минут то TCP-сеанс, несмотря на все предпринятые усилия, может быть принят за «мёртвый» и вычищен из NAT-таблицы.
Другая категория проблем связана с недостаточной пропускной способности используемых маршрутизаторов и/или каналов связи, когда при перегрузке могут теряться любые пакеты, в том числе и KeepAlive. В случае маршрутизаторов такие проблемы иногда решаются сменой прошивки (мне, например, это помогло победить Acorp ADSL XXXX), или, в худшем случае, заменой его на более производительную модель. В случае «слишком узких» каналов связи не остаётся ничего другого, кроме как их расширять.
Заключение
Предложенный подход позволяет искусственно поддерживать активность сеансов TCP/IP, по которым в текущий момент не передается никаких данных, исключительно на системном уровне, не внося каких-либо изменений в прикладной код. На сегодня он проверен и успешно используется в Caché for UNIX (Red Hat Enterprise Linux 5 for x86-64) 2010.1.4 (Build 803), Caché for Windows (x86-64) 2010.1.4 (Build 803), а также в более поздних версиях.
Следует признать, что он эффективно работает, если сетевое соединение физически устойчиво, и кроме разрыва неактивных сеансов других сетевых проблем у вас нет.
При развёртывании приложения в агрессивной среде (удалённый доступ, распределённые системы и т.д.), подумайте о реализации KeepAlive не на уровне TCP, а на уровне защищённого протокола более высокого уровня; хорошим кандидатом здесь оказывается SSH.
