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Javaでソケット通信をする際、高負荷時にRSTパケットが送信され切断される

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投稿 2017/11/23 18:29

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前提・実現したいこと

RSTパケットがサーバー側の設定回数分、再送処理を行えること。
または、再送処理が指定回数されない理由を知りたい。
環境
クライアント側
PC1のVMWare上
CentOS
Linux release 7.4.1708 (Core)
Java
openjdk version "1.8.0_151"
OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_151-b12)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.151-b12, mixed mode)

サーバー側
PC2のVMWare上
CentOS
Linux release 7.4.1708 (Core)
Java
java version "1.8.0_131"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_131-b11)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.131-b11, mixed mode)

JavaでのDB操作用パッケージ
commons-dbcp2-2.1.jar
org.apache.commons.dbcp2.BasicDataSource;

MySQL
mysqld  Ver 5.7.20 for Linux on x86_64 (MySQL Community Server (GPL))

データ再送確認
wireshark

クライアントとサーバーの通信概要
クライアント側から送信し、サーバー側は受信したと同時に、必要であればDB処理を行い
即クライアント側へデータを送信する。
エコーサーバーみたいなもの。

検証中のクライアント側からの送信時の負荷の掛け方は
クライアント側で1ユーザー分(ユーザー毎に送信、受信用の2スレッド)を
1000人分用意し、一斉にデータを送信させる。
ユーザー単体内ではwhileループで1000回分送信するなど。

発生している問題・エラーメッセージ

Javaでクライアントとサーバーでソケット通信している際
TCPの「PSH,ACK」パケットの再送回数がサーバー側「tcp_retries2」の設定回数
に到達しないうちにRSTパケットが送信されて、コネクションがリセットされる。

firewalldで拒否した際のRSTパケット送信までの間隔合計約14分まで掛かるが
指定した再送回数分は再送されている。

早々にRSTパケットが発行される際は、6~9回「TCP Retransmission」を行った直後にRSTパケットが
サーバー側からクライアント側に送信されている。
データパケット送信からRSTパケット送信までの間隔合計100~110秒程度

クライアント側、サーバー側共に
「/proc/sys/net/ipv4/tcp_retries2」
15

サーバー側のMySQL
「show variables like '%timeout';」
+-----------------------------+----------+
| Variable_name               | Value    |
+-----------------------------+----------+
| connect_timeout             | 3600     |
| delayed_insert_timeout      | 300      |
| have_statement_timeout      | YES      |
| innodb_flush_log_at_timeout | 1        |
| innodb_lock_wait_timeout    | 50       |
| innodb_rollback_on_timeout  | OFF      |
| interactive_timeout         | 28800    |
| lock_wait_timeout           | 31536000 |
| net_read_timeout            | 3600     |
| net_write_timeout           | 3600     |
| rpl_stop_slave_timeout      | 31536000 |
| slave_net_timeout           | 60       |
| wait_timeout                | 28800    |
+-----------------------------+----------+

    JavaのBasicDataSourceの設定
        bds.setMaxIdle(5000);
        bds.setMinIdle(5);
        bds.setMaxTotal(5000);
        bds.setDefaultAutoCommit(false);
        bds.setDefaultReadOnly(false);
        bds.setDefaultTransactionIsolation(Connection.TRANSACTION_READ_COMMITTED);
        bds.setTimeBetweenEvictionRunsMillis(10*60*1000);

        bds.setMaxConnLifetimeMillis(3600*1000);
        bds.setMaxWaitMillis(3600*1000);
        bds.setRemoveAbandonedTimeout(3600);

        bds.setValidationQuery("select * from xxxx limit 1");
        bds.setTestOnBorrow(true);
        bds.setTestWhileIdle(true);
        bds.setMinEvictableIdleTimeMillis(6000000);

試したこと

サーバー側でfirewalldで拒否した場合は、TCP再送回数は「tcp_retries2」の設定回数分
再送間隔の時間を倍々にしながら、最大120秒の間隔まで空けながら、再送処理を行った後に
RSTパケットを、サーバー側から送信してコネクションをリセット出来ていた。

クライアント側から、サーバー側でDB操作を必要としないデータを送信した場合は
送信量を増大させて負荷を上げていくと、最後はサーバー側のJavaがOutOfMemoryとなり
切断される。こちらは想定通り。
OutOfMemorryにならない状態であれば、処理負荷が高く、一括で受け取ったものを処理に20分
かかるものでも、クライアントの送信回数分が、正しくサーバー側から返却される。

だが、サーバー側でDB操作を必要とするデータをクライアント側から大量に送る場合
前述の処理よりCPUの論理コアの使用率が半分程度でも、早々に再送回数の指定より少ない状況で
RSTパケットが送信されて、コネクションがリセットされる。

DB操作のデータを含むものでも、一括で送られるデータが「1000ユーザーが300回ずつ」では問題なく
処理が出来ていて、1ユーザーあたりの送信回数を500や1000程度の処理になると、RSTパケットが
発生して、切断される。

どのようなことでも結構ですので、お教え頂ければと思います。
よろしくお願いします。

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