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# ssh多路传输multiplexing加速

multiplexing（多路传输）是在一根线或者一个连接上发送多个信号的功能。使用`multiplexing`，OpenSSH可以重用已有的TCP连接，这样多个SSH会话就可以比每次都重建一个连接要快很多。

## Multiplexing的优点

SSH multiplexing的一个优点是克服了创建一个新的TCP连接的消耗。对于一个主机可以接受的连接数量是有限的，并且对于一些主机限制更为明显，这和主机的负载有关。并且开启一个新的连接会有明显的延迟。当使用multiplexing的是欧，重用一个已经开启的连接可以明显加速。

multiplexing和独立会话的区别是，在服务器和客户端，都只看到一个进程（即使多次连接会话）。并且，在服务器和客户机上，可以看到只打开了一个TCP连接；只不过，在客户端，后建立的会话都是通过`stream`的本地套接字来访问的。OpenSSH使用现有的TCP连接来实现多个SSH会话，这种方式降低了新建TCP连接的负载。

Multiplexing的创建过程：

* 设置`ControlMaster`开启一个本地Unix domain socket
* 其余的所有的ssh命令连接都通过Unix domain socket连接到`ControlMaster`

`ControlMaster`提供了以下优点：

* 使用已经存在的unix socket
* 没有新增的TCP/IP连接
* 不再需要密钥交换
* 不再需要认证等

以下是在一个Mac OS X客户端，登陆过Linux服务器之后，关闭终端，然后又发起4次ssh登陆（没有退出）情况下的检查：

* Mac OS X客户端

  ```
    $ ps aux | grep 192.168.1.1
    huatai          59773   0.0  0.0  2490964    600   ??  Ss    3:03PM   0:00.17 ssh: /Users/huatai/.ssh/192.168.1.1-22-root [mux]
    huatai          61452   0.0  0.0  2434840    776 s019  S+    4:27PM   0:00.00 grep 192.168.1.1

    $ netstat -an | grep 192.168.1.1
    tcp4       0      0  192.168.1.2.51210      192.168.1.1.22        ESTABLISHED
    5a240da08f6284a9 stream      0      0                0 5a240da069f57959                0                0 /Users/huatai/.ssh/192.168.1.1-22-root.FqablQb5EvN7v2Yj
    5a240da083696e09 stream      0      0                0 5a240da07cccff31                0                0 /Users/huatai/.ssh/192.168.1.1-22-root.FqablQb5EvN7v2Yj
    5a240da08fe2c701 stream      0      0                0 5a240da05ffa3f91                0                0 /Users/huatai/.ssh/192.168.1.1-22-root.FqablQb5EvN7v2Yj
    5a240da08a80ec79 stream      0      0                0 5a240da069f56441                0                0 /Users/huatai/.ssh/192.168.1.1-22-root.FqablQb5EvN7v2Yj
    5a240da069f57251 stream      0      0 5a240da06f2ca8c9                0                0                0 /Users/huatai/.ssh/192.168.1.1-22-root.FqablQb5EvN7v2Yj
  ```
* Linux服务器

  ```
    #ps aux |grep ssh
    root      1052  0.0  0.0  82548  3536 ?        Ss   Jan27   0:05 /usr/sbin/sshd -D
    root     34640  0.0  0.0 140788  4988 ?        Ss   15:03   0:00 sshd: root@pts/0,pts/1,pts/2,pts/3
    root     39464  0.0  0.0 112648   956 pts/3    S+   16:27   0:00 grep --color=auto ssh
    #netstat -an | grep 192.168.1.2
    tcp        0     36 192.168.1.1:22         192.168.1.2:51210       ESTABLISHED
  ```

## 设置Multiplexing

OpenSSH通过`ControlMaster`，`ControlPath`和`ControlPersist`配置来实现multiplexing：

* `ControlMaster`决定ssh是否坚挺控制连接并且如何处理
* `ControlPath`是控制套接字的位置
* `ControlPersist`是配合`ControlMaster`设置，如果设置成`yes`则会在后台始终开启主连接来接受新的连接，只到被明确地杀死或者通过`-O`参数关闭。

> `ControlPersist` 选项需要 OpenSSH 5.6 以上版本支持，否则会ssh时会提示错误: `Bad configuration option: ControlPersist`

配置

```
Host machine1
  HostName machine1.example.org
  ControlPath ~/.ssh/controlmasters/%r@%h:%p
  ControlMaster auto
  ControlPersist 10m
```

上述配置，就会在`~/.ssh/controlmasters/`目录下创建控制套接字

* `Host machine1`也如果配置成`Host *`则表示匹配所有的主机，则不需要设置`HostName`
* `ControlPath ~/.ssh/controlmasters/%r@%h:%p`设置用于共享连接的控制unix套接字路径。变量`%r`，`%h`和`%p`表示远程ssh连接的用户名，主机名和端口。
* `ControlMaster`设置成`auto`则会无条件接受新的连接，如果这个参数设置成`10`就只能接受10个多路会话。
* `ControlPersist 10m`设置主连接保持在后台打开的时间是10分钟。如果没有客户端连接，这个后台master连接将自动终止。

> 从OpenSSH 6.7开始 `%r@%h:%p`可以合并成`%C`，这个参数会自动生成`%l%h%p%r`的哈希，优点是可以唯一标识连接并且可以

选项`-O`用来管理连接

```
ssh -O check machine1
ssh -O stop machine1
```

> 这个`-O stop`会清除掉旧的控制套接字，原先的已经连接的会话不受影响。新的连接将建立新的TCP连接。

## 手工建立multiplex连接

使用参数`-M`和`-S`对应的就是`ControlMaster`和`ControlPath`，所以可以使用如下命令创建多路传输

```
ssh -M -S /home/fred/.ssh/controlmasters/fred@server.example.org:22 server.example.org
```

后续的ssh可以使用`-S`参数复用前面创建的控制套接字

```
ssh -S /home/fred/.ssh/controlmasters/fred@server.example.org:22 server.example.org
```

## 结束multiplex连接

```
ssh -O stop server1
ssh -O stop -S ~/.ssh/controlmasters/fred@server1.example.org:22 server1.example.org
```

## 参考

* [OpenSSH/Cookbook/Multiplexing](https://en.wikibooks.org/wiki/OpenSSH/Cookbook/Multiplexing)
* [Mostly unknown OpenSSH tricks](https://blog.flameeyes.eu/2011/01/mostly-unknown-openssh-tricks)
* [Speeding up SSH Session Creation](https://developer.rackspace.com/blog/speeding-up-ssh-session-creation/)
* [OpenSSH Multiplexer To Speed Up OpenSSH Connections](http://www.cyberciti.biz/faq/linux-unix-osx-bsd-ssh-multiplexing-to-speed-up-ssh-connections/)
* [Close ssh session that has ControlPersist and is kept alive in the background](http://unix.stackexchange.com/questions/49912/close-ssh-session-that-has-controlpersist-and-is-kept-alive-in-the-background)