ソケット

ネットワーク通信のエンドポイント

ソケットとは

ソケットはネットワーク通信のエンドポイントを表す抽象概念です。プロセス間通信（IPC）やネットワーク通信に使用され、ファイルディスクリプタとして操作できます。

ソケットの種類

TCP Socket (SOCK_STREAM)

• コネクション型
• 信頼性のあるバイトストリーム
• 順序保証あり
• HTTP, SSH, DBなど

UDP Socket (SOCK_DGRAM)

• コネクションレス
• データグラム単位
• 順序・到達保証なし
• DNS, ゲーム, ストリーミングなど

Unix Domain Socket

• 同一ホスト内のプロセス間通信
• ファイルパスで識別
• ネットワークスタック不要で高速
• MySQL, PostgreSQL, Dockerなど

TCP接続状態

状態	説明
LISTEN	接続待ち
SYN_SENT	SYN送信済み、応答待ち
SYN_RECEIVED	SYN受信、ACK待ち
ESTABLISHED	接続確立済み
FIN_WAIT_1	FIN送信済み
FIN_WAIT_2	FINのACK受信、FIN待ち
TIME_WAIT	終了待機（2MSL）
CLOSE_WAIT	FIN受信、アプリのclose待ち
LAST_ACK	最後のACK待ち
CLOSED	接続終了

ソケット確認

1 # 全ソケット状態
2 ss -a
3 
4 # TCPリスニングソケット
5 ss -tln
6 
7 # 接続中TCPソケット（プロセス情報付き）
8 ss -tnp
9 
10 # UDP
11 ss -uln
12 
13 # Unix Domain Socket
14 ss -x
15 
16 # 特定ポートのソケット
17 ss -tn sport = :80
18 ss -tn dport = :443
19 
20 # 状態でフィルタ
21 ss -tn state established
22 ss -tn state time-wait
23 
24 # 統計
25 ss -s
26 
27 # プロセスのソケット
28 lsof -i -P -n
29 lsof -i :80
30 
31 # /proc からソケット情報
32 cat /proc/net/tcp
33 cat /proc/net/unix

Listen Backlog

Backlogは、accept()を待つ接続キューの長さ。高負荷時にキューが溢れると接続が拒否される。

SYN Queue

SYN_RECEIVED状態の接続（3way handshake中）

Accept Queue

ESTABLISHED状態でaccept待ちの接続

1 # システムの最大backlog
2 cat /proc/sys/net/core/somaxconn
3 
4 # 設定変更
5 sysctl -w net.core.somaxconn=65535
6 sysctl -w net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=65535
7 
8 # キュー状況確認（Recv-Qがバックログ使用量）
9 ss -tln

TIME_WAIT問題

TIME_WAITは接続終了後2MSL（通常60秒）維持される。短時間に大量の接続を処理するサーバーで問題になることがある。

1 # TIME_WAIT数確認
2 ss -tn state time-wait | wc -l
3 
4 # 対策
5 # tcp_tw_reuse: クライアント側でTIME_WAITソケットを再利用
6 sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_reuse=1
7 
8 # tcp_fin_timeout: FIN_WAIT_2のタイムアウト短縮
9 sysctl -w net.ipv4.tcp_fin_timeout=30
10 
11 # ローカルポート範囲拡大
12 sysctl -w net.ipv4.ip_local_port_range="10000 65535"