TCP_KEEPALIVE机制简述

Posted 2021-05-01 咖啡馆里聊开发

tcp协议中定义了一种keepalive机制，用于探测失效连接。当客户端非优雅退出时，服务端无法检测到这样的连接，仍然持有socket资源。对于长连接系统，如果失效连接长时间不释放，则导致服务端的服务能力下降，同时也会消耗服务端计算资源。tcp keepalive启用后，120分钟（默认）内，双方没有数据包交互，则从服务端主动发送一个keepalive probe包给客户端，如果客户端正常响应，则连接保持。若客户端返回RST包，或无响应，则socket资源被回收。

应用层KEEPALIVE的必要性

是否有了TCP_KEEPALIVE，仍然还需要应用层的keepalive呢？还是需要。

TCP_KEEPALIVE只解决四层的探测，但当进程死锁或阻塞时，TCP连接仍然正常，但进程间的通信已不正常，所以应用层的心跳面向的是功能层面的探活。

而且从默认的TCP_KEEPALIVE参数看，它是用来释放长期不使用的资源的，而应用层心跳探测是用来准实时发现故障的，两者的本质目的不同。

无响应的判定：每75秒发送1个包，共发9次，如果客户端没有响应，则判定无响应。

linux kernel中关于tcp keepalive的三个参数：

• tcp_keepalive_time

  keepalive的超时时间，默认7200s。在这个时间内，一个socket如果没有收发流量，则启动keepalive探测

• tcp_keepalive_intvl

  探测间隔，默认75s。当启动keepalive探测后，相邻两次探测间的间隔

• tcp_keepalive_probes

  探测次数，默认9次。当发送完9次探测后，仍然没有收到对端的ACK应答，则认为socket失效

配置

配置这三个参数可以使用procfs或systcl

使用procfs时

参数路径为：/proc/sys/net/ipv4/ directory

# cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_time
  7200

# cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_intvl
  75

# cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_probes
9

如果要修改的话可以直接修改

# echo 600 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_time

# echo 60 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_intvl

# echo 20 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_probes

使用sysctl时

可以先查看当前的值

  # sysctl \
  > net.ipv4.tcp_keepalive_time \
  > net.ipv4.tcp_keepalive_intvl \
  > net.ipv4.tcp_keepalive_probes
  net.ipv4.tcp_keepalive_time = 7200
  net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 75
  net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 9

也可以通过以下指令修改

  # sysctl -w \
  > net.ipv4.tcp_keepalive_time=600 \
  > net.ipv4.tcp_keepalive_intvl=60 \
  > net.ipv4.tcp_keepalive_probes=20
  net.ipv4.tcp_keepalive_time = 600
  net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 60
  net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 20

通过以上两个方式都是临时修改，当reboot后，修改的配置会丢失。持久化的方式：

• 利用init过程

  将定制化的配置参数放在/etc/rc.d/或/etc/init.d/里

• 通过rc.local脚本实现启动时修改

• 在/etc/sysctl.conf中增加定制化参数