TCP netstat -az含義

http://blog.chinaunix.net/uid-20043340-id-2984198.html

最近在總結2.6.32與2.6.18的差異，我特别有興趣的是網絡部分，但猛然發現其實SNMP counters我也并不能準确解釋它們的含義，于是就有了以下總結，還不完整，持續總結中：

加粗的項代表ＴＯＤＯ，還有一些counters沒有列出來。

難免有錯誤，請大家指正吧，我的codebase是linux2.6.git～

TCP Basic

類别	名稱	描述
Tcp	ActiveOpens	tcp_connect()，發送SYN時，加１
Tcp	PassiveOpens	tcp_create_openreq_child(), 被動三路握手完成，加１
Tcp	AttemptFails	tcp_done():如果在SYN_SENT/SYN_RECV狀态下結束一個連接配接，加１ tcp_check_req():被動三路握手最後一個階段中的輸入包中如果有RST|SYN标志，加１
Tcp	CurrEstab	tcp_set_state()，根據ESTABLISHED是新／舊狀态，分别加減一。
Tcp	EstabResets	tcp_set_state()，新狀态為TCP_CLOSE，如果舊狀态是ESTABLISHED／TCP_CLOSE_WAIT就加１
Tcp	ListenOverflows	tcp_v4_syn_recv_sock()：三路握手最後一步完全之後，Accept queue隊列超過上限時加１
Tcp	ListenDrops	tcp_v4_syn_recv_sock()：任何原因，包括Accept queue超限，建立新連接配接，繼承端口失敗等，加１
Tcp	MaxConn
Tcp	InSegs	tcp_v4_rcv(),收到一個skb，加１
Tcp	InErrs	tcp_rcv_established()->tcp_validate_incoming()：如果有SYN且seq >= rcv_nxt，加１ 以下函數内，如果checksum錯誤或者包長度小于TCP header，加１： tcp_v4_do_rcv() tcp_rcv_established() tcp_v4_rcv()
Tcp	OutSegs	tcp_v4_send_reset(), tcp_v4_send_ack()，加１ tcp_transmit_skb(), tcp_make_synack()，加tcp_skb_pcount(skb)(見TCP_COOKIE_TRANSACTIONS)
Tcp	OutRsts	tcp_v4_send_reset(), tcp_send_active_reset()加１

TCP Loss & Retrans

類别	名稱	描述
Tcp	TCPTimeouts	在RTO timer中，從CWR/Open狀态下第一次逾時的次數，其餘狀态不計入這個計數器。 SYN-ACK的逾時次數。
Tcp	RtoAlgorithm	1，tcp_mib_init()初始化
Tcp	RtoMax	120000，tcp_mib_init()初始化：TCP_RTO_MAX*1000/HZ，TCP_RTO_MAX=120*HZ
Tcp	RtoMin	200，tcp_mib_init()初始化：TCP_RTO_MIN*1000/HZ，TCP_RTO_MIN=HZ/5

以下計數器，統計的是調用tcp_retransmit_skb()的次數，由于sysctl_tcp_retrans_collapse／TSO的原因，一次tcp_transmit_skb()調用可能發送多個segs

類别	名稱	描述
Tcp	RetransSegs	重傳次數，包括RTO timer和正常重傳，即tcp_retransmit_skb()中調用tcp_transmit_skb()，成功傳回即＋１。
TcpExt	TCPForwardRetrans	（非RTO timer）發送新資料的次數，即在tcp_fastretrans_alert()/tcp_simple_retransmit()->tcp_xmit_retransmit_queue()中， 如果發現skb->seq > tp->retransmit_high(一般為snd_una)，如果目前狀态為Recovery，啟用了SACK，并且發送條件允許就在這個函數中發送新資料。
TcpExt	TCPFastRetrans	（非RTO timer）快速重傳次數，即tcp_fastretrans_alert()/tcp_simple_retransmit()->tcp_xmit_retransmit_queue()中，如果不是LOSS狀态，就加１
TcpExt	TCPSlowStartRetrans	（非RTO timer）重傳次數：即tcp_fastretrans_alert()/tcp_simple_retransmit()->tcp_xmit_retransmit_queue()中，如果是LOSS狀态，就加１
TcpExt	TCPLostRetransmit	根據SACK資料推測出的重段包丢失計數器：在tcp_sacktag_write_queue()->tcp_mark_lost_retrans()， 如果發現tcp_highest_sack_seq(tp)超過某skb在重傳時的snd_nxt(TCB->ack_seq)，就認為這個重傳包 已經丢失了，加１（加的不是段數）。tcp_highest_sack_seq(tp)是被SACK過的具有最高SEQ号的skb的seq。
TcpExt	TCPSpuriousRTOs	tcp_process_frto()，如果frto_counter !=0 && frto_counter != 1加１

TCP ACK & SACK

類别	名稱	描述
TcpExt	DelayedACKLocked	tcp_delack_timer(): delay ACK定時器因為user已經鎖住而無法發送ACK的次數。
TcpExt	DelayedACKLost	tcp_validate_incoming()->tcp_send_dupack()：當輸入包不在接收視窗内，或者PAWS失敗後，計數器加１ tcp_data_queue(): 輸入包的結束序列号< RCV_NXT時，加１
TcpExt	DelayedACKs	tcp_delack_timer()：調用tcp_send_ack()的次數，無論是否是成功。
TcpExt	TCPHPAcks	tcp_ack():接收到包，進入quick path時加１
TcpExt	TCPPureAcks	tcp_ack():接收慢速路徑中的pure ACK數量
TcpExt	TCPDSACKIgnoredNoUndo	tcp_sacktag_write_queue(): undo_marker為０并且接收到非法D-SACK塊時，加１，即SACK中的序号太舊。
TcpExt	TCPDSACKIgnoredOld	tcp_sacktag_write_queue(): undo_marker不為０，并且接收到非法D-SACK塊時，加１，即SACK中的序号太舊。
TcpExt	TCPSACKDiscard	tcp_sacktag_write_queue(): 非法SACK塊（不包括D-SACK）計數，即SACK中的序号太舊。
TcpExt	TCPDSACKOldSent	tcp_dsack_set():如果SACK塊開始序号小于RCV.NXT，加１
TcpExt	TCPDSACKOfoSent	tcp_dsack_set():如果SACK塊開始序号大于等于RCV.NXT，加１
TcpExt	TCPSACKReneging	tcp_clean_rtx_queue(): 如果snd_una（輸入skb->ack）之後的具有最小開始序号skb（即sk_write_queue中的第一個skb）中有TCPCB_SACKED_ACKED标志，此時加１，這說明接收者已經丢掉了之前它已經SACK過的資料。
TcpExt	TCPSackFailures	tcp_retransmit_timer(): 在Reorder狀态下，或者sacked_out不為０時，發生RTO，并且啟用了SACK，加１
TcpExt	TCPSackRecoveryFail	tcp_retransmit_timer(): 在Reovery狀态下發生RTO，并且啟用了SACK，加１
TcpExt	TCPDSACKRecv	tcp_check_dsack(): 收到D-SACK，并且SACK0開始序号 < ACK号，加１
TcpExt	TCPDSACKOfoRecv	tcp_check_dsack(): 收到D-SACK，并且SACK0開始序号 >= ACK号，但SACK1包括SACK0。
TcpExt	TCPSackRecovery	tcp_fastretrans_alert(): SACK TCP進入Reovery狀态的次數
TcpExt	TCPSackShifted	tcp_ack()->tcp_sacktag_write_queue()->tcp_sacktag_walk()->tcp_shift_skb_data()->tcp_shifted_data() 在tcp_sacktag_walk()時，一個SACK可能會導緻切割某skb，新切出來的skb放到被切的skb之後。 根據SACK的觀點，如果“舊的skb”(變小了)能夠與它之前的skb合并，本計數器，就加１。 這個合并過程，叫作shift
TcpExt	TCPSackShiftFallback	tcp_ack()->tcp_sacktag_write_queue()->tcp_sacktag_walk()->tcp_shift_skb_data() 與上相反，如果不能shift，本計數器加１。原因可能如下： 不支援GSO prev skb不完全是paged的 SACK的序号已經ACK過，等等
TcpExt	TCPSackMerged	tcp_ack()->tcp_sacktag_write_queue()->tcp_sacktag_walk()->tcp_shift_skb_data()->tcp_shifted_data() 在上面介紹的shift過程中，如果發現分割之後的skb被它之前的skb完全“吃掉”，本計數器加１

TCP TIME_WAIT

類别	名稱	描述
TcpExt	TW	inet_twdr_do_twkill_work(): TIME_WAIT逾時的socket數量（timeout >= 4s） 之是以按逾時分别對待timewait socket，可能是考慮到長逾時的socket的timeout時間分布比較分散，需要使用不同的查找方法。
TcpExt	TWKilled	inet_twdr_twcal_tick(): TIME_WAIT逾時的socket數量.（timeout < 4s)， 僅在啟用sysctl_tw_recycle，并且使用TCP timestamp option時才會有這種情況，這時使用3.5x RTO時作為timewait timeout，而預設timeout為60s
TcpExt	TWRecycled	tcp_v4_connect() -> __inet_check_established(): 在建立時，如果port是從TIME_WAIT socket中複用的，加１
TcpExt	TCPTimeWaitOverflow	tcp_time_wait(): 當系統無法配置設定新的tcp_timewait_socket，或者tw_count（scheduled timewait sockets）超過sysctl_max_tw_buckets時，加１

TCP Others

類别	名稱	描述
TcpExt	TCPRenoRecoveryFail	tcp_retransmit_timer(): 在Reovery狀态下發生RTO，并且沒有啟用SACK，加１
TcpExt	TCPRenoFailures	tcp_retransmit_timer(): 在Reorder狀态下，或者sacked_out不為０時，發生RTO，并且沒有啟用SACK，加１
TcpExt	TCPRenoRecovery	tcp_fastretrans_alert(): 不使用SACK的TCP進入Reovery狀态的次數

此外，可以用這個腳本收集這些counters:

1. #! /usr/bin/python
2. proc_files = ("/proc/net/netstat", "/proc/net/snmp")
3. def parse_proc_files(fn):
4.     stats = {}
5.     lines = file(fn).readlines()
6.     n_lines = len(lines)
7.     n = 0
8.     while n < n_lines:
9.         titles = lines[n].split(" ") # TcpExt: TcpXX SackXX
10.         values = lines[n+1].split(" ") # TcpExt: 11 23213
11.         kind = titles[0]
12.         del titles[0]
13.         del values[0]
14.         sub_stats = stats.get(kind, {})
15.         n_cols = len(titles)
16.         for i in range(n_cols):
17.             sub_stats[titles[i].strip()] = values[i].strip()
18.         stats[kind] = sub_stats
19.         n += 2
20.     return stats
21. def show_parsed(stats):
22.     kind_list = stats.keys()
23.     kind_list.sort()
24.     for kind in kind_list:
25.         title_list = stats[kind].keys()
26.         title_list.sort()
27.         for title in title_list:
28.             print "%-10s%-25s\t%20s" % (kind, title, stats[kind][title])
29. s = {}
30. for fn in proc_files:
31.     new_s = parse_proc_files(fn)
32.     for new_kind in new_s:
33.         if new_kind not in s: # unlikely
34.             s[new_kind] = new_s[new_kind]
35.         else:
36.             s[new_kind].update(new_s[new_kind])
37. show_parsed(s)