TCP连接的状态详细说明以及故障排查

在开始讲解故障排查之前,我们先看下几个命令.

linux查看tcp的状态命令：

1)、netstat -nat 查看TCP各个状态的数量

2)、lsof -i:port 可以检测到打开套接字的状况

3)、 sar -n SOCK 查看tcp创建的连接数

4)、tcpdump -iany tcp port 9000 对tcp端口为9000的进行抓包

网络测试常用命令;

1）ping:检测网络连接的正常与否,主要是测试延时、抖动、丢包率。

但是很多服务器为了防止攻击，一般会关闭对ping的响应。所以ping一般作为测试连通性使用。ping命令后，会接收到对方发送的回馈信息，其中记录着对方的IP地址和TTL。TTL是该字段指定IP包被路由器丢弃之前允许通过的最大网段数量。TTL是IPv4包头的一个8 bit字段。例如IP包在服务器中发送前设置的TTL是64，你使用ping命令后，得到服务器反馈的信息，其中的TTL为56，说明途中一共经过了8道路由器的转发，每经过一个路由，TTL减1。

2）traceroute：raceroute 跟踪数据包到达网络主机所经过的路由工具

traceroute hostname

3）pathping：是一个路由跟踪工具，它将 ping 和 tracert 命令的功能与这两个工具所不提供的其他信息结合起来，综合了二者的功能

pathping www.baidu.com

4）mtr：以结合ping nslookup tracert 来判断网络的相关特性

5) nslookup:用于解析域名，一般用来检测本机的DNS设置是否配置正确。

状态故障分析

LISTENING：侦听来自远方的TCP端口的连接请求.

1. 首先服务端需要打开一个socket进行监听，状态为LISTEN。
2. 有提供某种服务才会处于LISTENING状态，TCP状态变化就是某个端口的状态变化，提供一个服务就打开一个端口，例如：提供www服务默认开的是80端口，提供ftp服务默认的端口为21，当提供的服务没有被连接时就处于LISTENING状态。FTP服务启动后首先处于侦听（LISTENING）状态。处于侦听LISTENING状态时，该端口是开放的，等待连接,。
3. 看LISTENING状态最主要的是看本机开了哪些端口，这些端口都是哪个程序开的，关闭不必要的端口是保证安全的一个非常重要的方面，服务端口都对应一个服务（应用程序），停止该服务就关闭了该端口。
4. 如果你不幸中了服务端口的木马，木马也开个端口处于LISTENING状态。

SYN-SENT：客户端SYN_SENT状态：

1. 在发送连接请求后等待匹配的连接请求：客户端通过应用程序调用connect进行active open。于是客户端tcp发送一个SYN以请求建立一个连接，之后状态置为SYN_SENT。
2. 当请求连接时客户端首先要发送同步信号给要访问的机器，此时状态为SYN_SENT，如果连接成功了就变为ESTABLISHED，正常情况下SYN_SENT状态非常短暂。例如要访问网站http://www.baidu.com,如果是正常连接的话，用TCPView观察IEXPLORE.EXE（IE）建立的连接会发现很快从SYN_SENT变为ESTABLISHED，表示连接成功。SYN_SENT状态快的也许看不到。
3. 如果发现有很多SYN_SENT出现，那一般有这么几种情况，一是你要访问的网站不存在或线路不好，二是用扫描软件扫描一个网段的机器，也会出出现很多SYN_SENT，另外就是可能中了病毒了，例如中了"冲击波"，病毒发作时会扫描其它机器，这样会有很多SYN_SENT出现。

SYN-RECEIVED：服务器端状态SYN_RCVD

1. 在收到和发送一个连接请求后等待对方对连接请求的确认
2. 当服务器收到客户端发送的同步信号时，将标志位ACK和SYN置1发送给客户端，此时服务器端处于SYN_RCVD状态，如果连接成功了就变为ESTABLISHED，正常情况下SYN_RCVD状态非常短暂。
3. 如果发现有很多SYN_RCVD状态，那你的机器有可能被SYN Flood的DoS(拒绝服务攻击)攻击了。

SYN Flood的攻击原理是：

• 在进行三次握手时，攻击软件向被攻击的服务器发送SYN连接请求（握手的第一步），但是这个地址是伪造的，如攻击软件随机伪造了51.133.163.104、65.158.99.152等等地址。服务器在收到连接请求时将标志位ACK和SYN置1发送给客户端（握手的第二步），但是这些客户端的IP地址都是伪造的，服务器根本找不到客户机，也就是说握手的第三步不可能完成。
• 这种情况下服务器端一般会重试（再次发送SYN+ACK给客户端）并等待一段时间后丢弃这个未完成的连接，这段时间的长度我们称为SYN Timeout，一般来说这个时间是分钟的数量级（大约为30秒-2分钟）；一个用户出现异常导致服务器的一个线程等待1分钟并不是什么很大的问题，但如果有一个恶意的攻击者大量模拟这种情况，服务器端将为了维护一个非常大的半连接列表而消耗非常多的资源----数以万计的半连接，即使是简单的保存并遍历也会消耗非常多的CPU时间和内存，何况还要不断对这个列表中的IP进行SYN+ACK的重试。此时从正常客户的角度看来，服务器失去响应，这种情况我们称做：服务器端受到了SYN Flood攻击（SYN洪水攻击）

ESTABLISHED：代表一个打开的连接。

1. ESTABLISHED状态是表示两台机器正在传输数据，观察这个状态最主要的就是看哪个程序正在处于ESTABLISHED状态。
2. 服务器出现很多ESTABLISHED状态： netstat -nat

   关键词：TCP连接的状态详细说明以及故障排查