这个 TCP 问题你得懂：Cannot assign requested address
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2021-09-11 23:45
微信群里一阵骚动，响声震天。
我心想，虽然是周五，并且到了下班点，但也不至于这么兴奋吧。
打开微信一看，心凉半截，全是报系统 403 错误的消息。别说下班了，怕是老板会让我永远下班吧。
别慌，在长期的团队协作训练中，我明白了一个道理：稳住我们能赢。
冷静下来之后，我仔细分析了一下问题的原因。
403 说明权限不足，也就是说我们的子系统到鉴权中心拉取权限失败了。直接登录到子系统服务器，手动执行拉取权限程序，的确是拉不到。
我的推测没有问题，难道网络不通了？telnet 目标端口试试，然后 Linux 给我返回了这个错误信息：
Cannot assign requested address
原因
产生这个错误的原因是由于 Linux 分配的客户端连接端口用尽，无法建立 socket 连接导致的。
我们都知道，建立一个连接需要四个部分：目标 IP，目标端口，客户端 IP 和客户端端口。其中前三项是不变的，只有客户端端口不断变化。
那么在大量频繁建立连接时，而端口又不是立即释放，默认是 60s，就会出现客户端端口不够用的情况。
这就是这个问题的本质。
接下来使用两个命令来验证一下：
查看连接数：
# netstat -ae | wc -l
# netstat -ae | grep TIME_WAIT | wc -l
查看可用端口范围：
# sysctl -a | grep port_range
net.ipv4.ip_local_port_range = 50000 65000
结果就是连接数是远大于可用端口数的。
解决
怎么解决呢？有两个方案：
调低 TIME_WAIT 时间
调高可用端口范围
调低 TIME_WAIT 时间
编辑内核文件 /etc/sysctl.conf，增加以下内容：
// 表示开启 SYN Cookies。当出现 SYN 等待队列溢出时，启用 cookies 来处理，
// 可防范少量 SYN 攻击，默认为 0，表示关闭；
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
// 表示开启重用。允许将 TIME-WAIT sockets 重新用于新的 TCP 连接，默认为 0，表示关闭；
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
// 表示开启 TCP 连接中 TIME-WAIT sockets 的快速回收，默认为 0，表示关闭。
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
// 修改系统默认的 TIMEOUT 时间，默认为 60s
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
调高可用端口范围
编辑内核文件 /etc/sysctl.conf，增加以下内容：
// 表示用于向外连接的端口范围。设置为 1024 到 65535。
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65535
最后，执行 sysctl -p 使参数生效。
复盘
我通过增加可用端口范围，顺利将问题解决，看来可以正常下班了。
但是还没完，为什么会突然有这么多连接呢？通过分析日志发现，过去一段时间，我的一个同事疯狂请求系统接口，应该就是这个操作引起的，问了一下原来是在爬数据。好家伙直接来硬的，找我提供一个 API 不香吗？
不过这也反应了我们的系统也太过脆弱，一个小爬虫就给搞挂了。分析了线上代码，觉得有三个地方应该优化：
每次请求鉴权中心不应该都建立新的连接，而是应该复用之前的连接，比如单例模式；
权限相对来说是变化不频繁的，子系统应该建立本地缓存，而不是每次实时请求；
不止要对
POST接口设置频率限制，GET接口也应该限制。
剩下的事就是优化代码了，不过，先开心的过个周末再说。
题图：该图片由 CUONG_ART 在 Pixabay 上发布
文章中的脑图和源码都上传到了 GitHub，有需要的同学可自行下载。
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