TCP keepalive - 小不的笔记
TCP是面向连接的。创建一个TCP连接，客户端和服务端需要经历三次握手，一旦建立它的期限就是永久，除非其中一方发起关闭。
理想状态下，客户端与服务端建立连接就可以一直用下去，但是在真实的互联网世界没有这么理想: NAT网关、防火墙、代理服务器等网络设备可能会清理空闲的连接; 也有可能其中一方突然崩溃、网络断开来不急通知对方关闭连接；或者其他意外，导致其中一方或双方的连接就一直永久保留在那里。
客户端，随着应用的关闭，系统会自动回收应用创建的连接。这个不处理似乎影响也不太大。
服务端，软件都是长期运行的，没办法通过软件的关闭来实现连接的回收。在Linux里一个空闲的TCP连接占用将近4k内存，大量的空闲连接积攒下来消耗不少内存。而且服务端一直不释放可能会导致TCP创建连接失败。所以在应用层基本都会有一个超过一定时间不使用主动关闭TCP连接的机制。
TCP keepalive 可以做什么
这个时候我们就会发现TCP keepalive似乎是可有可无的，确实在TPC连接中keepalive是默认不开启的。不过我们可以通过 TCP keepalive做这些事情:
1. 检测断掉的连接
keepalive在一定的间隔里通过连接发送一个信号，如果在指定的时间内收到回应就可以确认连接还是通的；如果指定的时候还没收到回应就启动重试；如果重试了最大重试次数内还是没收到回应，那么就判定连接不通了，就主动关闭连接。
2. 防止因为没有网络活动而导致连接的断开
NAT网关、代理服务器、防火墙等等会清理他认为不活动的连接，keepalive的周期性发送信号可以保持连接处于持续活动状态。Linux NAT网关的连接保持时间默认是1天，阿里云NAT网关连接的老化时间是900秒也就是15分钟，这也产生过一个生产事故。
如何在Linux下使用 TCP keepalive
Linux 原生支持TCP keepalive,并提供了三个用户参数:
-
tcp_keepalive_time默认值7200s(2小时)，就是连接空闲多久，开始发keepalive 探测包。 -
tcp_keepalive_intvl默认值75s，后续 keepalive探测包的时间间隔。 -
tcp_keepalive_probes默认值9，发多少keepalive探测包没有回应，就认为连接已经死了需要通知应用层。
简易流程是这样的:
- 客户端创建启用keepalive的TCP连接
- 如果连接在
tcp_keepalive_time时间内一直静默，那么发一个空的ACK包，也就是keepalive探测包。 - 服务端是否回应这个ACK？
- 没有回应
- 等待
tcp_keepalive_intvl秒，然后发另一个ACK包 - 重复上一步，直到发了
tcp_keepalive_probes次ACK包。 - 到了这个点还是没收到回应，那么发送一个
RST包，然后关闭连接。
- 等待
- 收到回应，那么回到第二步
- 没有回应
如何修改参数
procfs是一个伪文件系统，通过它可以查看或修改内核参数。
查看
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# 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 |
修改
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# 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 |
简单明了，但是不太适合大量的参数的管理，所有Linux还提供了一个辅助的工具sysctl。
把procfs路径里的/proc/sys/删掉剩下的 / 替换成 . 就可以了。sysctl variable查看变量的值。sysctl -a打印所有变量的值
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# sysctl net.ipv4.tcp_keepalive_time net.ipv4.tcp_keepalive_time = 7200 # 也可能一次查多个变量名 # sysctl net.ipv4.tcp_keepalive_intvl net.ipv4.tcp_keepalive_probes net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 75 net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 9 # 也可以打印出所有的变量，然后通过grep等工具过滤 # sysctl -a | grep net.ipv4.tcp_keepalive net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 75 net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 9 net.ipv4.tcp_keepalive_time = 7200 |
需要修改的时候就用sysctl -w variable=value的方式
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# 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 |
要注意的是这些修改系统重启之后都会失效的，如果希望重启之后依然生效。就需要把配置写入/etc/sysctl.conf或者在/etc/sysctl.d/目录内创建一个.conf文件并写入配置。这样Linux系统再启动时就会加载并应用这个配置。
应用内
keepalive默认是不开启的，需要主动指定.
Java
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// BIO Socket client = new Socket(hostName, port); client.setKeepAlive(true); // NIO socketChannel.setOption(StandardSocketOptions.SO_KEEPALIVE, true); |
Does a TCP socket connection have a "keep alive"?
https://newbedev.com/does-a-tcp-socket-connection-have-a-keep-alive文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-650971.html
TCP Keepalive HOWTO
https://tldp.org/HOWTO/html_single/TCP-Keepalive-HOWTO/文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-650971.html
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