tcp長連接和保活時間 TCP協議中有長連接和短連接之分。短連接在數據包發送完成后就會自己斷開，長連接在發包完畢后，會在一定的時間內保持連接，即我們通常所說的Keepalive（存活定時器）功能。 ?www.2cto.com ? 默認的Keepalive超時需要7,200,000 milliseconds，即2小時，探測次數為5次。它的功效和用戶自己實現的心跳機制是一樣的。開啟Keepalive功能需要消耗額外的寬帶和流量，盡管這微不足道，但在按流量計費的環境下增加了費用，另一方面，Keepalive設置不合理時可能會因為短暫的網絡波動而斷開健康的TCP連接。 keepalive并不是TCP規范的一部分。在Host Requirements RFC羅列有不使用它的三個理由：（1）在短暫的故障期間，它們可能引起一個良好連接（good connection）被釋放（dropped），（2）它們消費了不必要的寬帶，（3）在以數據包計費的互聯網上它們（額外）花費金錢。然而，在許多的實現中提供了存活定時器。 一些服務器應用程序可能代表客戶端占用資源，它們需要知道客戶端主機是否崩潰。存活定時器可以為這些應用程序提供探測服務。Telnet服務器和Rlogin服務器的許多版本都默認提供存活選項。 個人計算機用戶使用TCP/IP協議通過Telnet登錄一臺主機，這是能夠說明需要使用存活定時器的一個常用例子。如果某個用戶在使用結束時只是關掉了電源，而沒有注銷（log off），那么他就留下了一個半打開（half-open）的連接。如果客戶端消失，留給了服務器端半打開的連接，并且服務器又在等待客戶端的數據，那么等待將永遠持續下去。存活特征的目的就是在服務器端檢測這種半打開連接。 也可以在客戶端設置存活器選項，且沒有不允許這樣做的理由，但通常設置在服務器。如果連接兩端都需要探測對方是否消失，那么就可以在兩端同時設置（比如NFS）。 keepalive工作原理： 若在一個給定連接上，兩小時之內無任何活動，服務器便向客戶端發送一個探測段。（我們將在下面的例子中看到探測段的樣子。）客戶端主機必須是下列四種狀態之一： 1) 客戶端主機依舊活躍（up）運行，并且從服務器可到達。從客戶端TCP的正常響應，服務器知道對方仍然活躍。服務器的TCP為接下來的兩小時復位存活定時器，如果在這兩個小時到期之前，連接上發生應用程序的通信，則定時器重新為往下的兩小時復位，并且接著交換數據。 2) 客戶端已經崩潰，或者已經關閉（down），或者正在重啟過程中。在這兩種情況下，它的TCP都不會響應。服務器沒有收到對其發出探測的響應，并且在75秒之后超時。服務器將總共發送10個這樣的探測，每個探測75秒。如果沒有收到一個響應，它就認為客戶端主機已經關閉并終止連接。 3) 客戶端曾經崩潰，但已經重啟。這種情況下，服務器將會收到對其存活探測的響應，但該響應是一個復位，從而引起服務器對連接的終止。 4) 客戶端主機活躍運行，但從服務器不可到達。這與狀態2類似，因為TCP無法區別它們兩個。它所能表明的僅是未收到對其探測的回復。 服務器不必擔心客戶端主機被關閉然后重啟的情況（這里指的是操作員執行的正常關閉，而不是主機的崩潰）。當系統被操作員關閉時，所有的應用程序進程（也就是客戶端進程）都將被終止，客戶端TCP會在連接上發送一個FIN。收到這個FIN后，服務器TCP向服務器進程報告一個文件結束，以允許服務器檢測這種狀態。 在第一種狀態下，服務器應用程序不知道存活探測是否發生。凡事都是由TCP層處理的，存活探測對應用程序透明，直到后面2，3，4三種狀態發生。在這三種狀態下，通過服務器的TCP，返回給服務器應用程序錯誤信息。（通常服務器向網絡發出一個讀請求，等待客戶端的數據。如果存活特征返回一個錯誤信息，則將該信息作為讀操作的返回值返回給服務器。）在狀態2，錯誤信息類似于“連接超時”。狀態3則為“連接被對方復位”。第四種狀態看起來像連接超時，或者根據是否收到與該連接相關的ICMP錯誤信息，而可能返回其它的錯誤信息。 linux內核包含對keepalive的支持。其中使用了三個參數：tcp_keepalive_time（開啟keepalive的閑置時 長）tcp_keepalive_intvl（keepalive探測包的發送間隔）和tcp_keepalive_probes （如果對方不予應答，探測包的發送次數）；在liunx中，keepalive是一個開關選項，可以通過函數來使能。具體地說，可以使用以下代碼： setsockopt(rs, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (void *)&keepAlive, sizeof(keepAlive)); 當tcp檢測到對端socket不再可用時(不能發出探測包,或探測包沒有收到ACK的響應包),select會返回socket可讀,并且在recv時返回-1,同時置上errno為ETIMEDOUT。此時TCP的狀態是斷開的。 keepalive參數設置代碼如下：? // 開啟KeepAlive BOOL bKeepAlive = TRUE; int nRet = ::setsockopt(socket_handle, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (char*)&bKeepAlive, sizeof(bKeepAlive)); if (nRet == SOCKET_ERROR) { return FALSE; } // 設置KeepAlive參數 tcp_keepalive alive_in ? ? ? ? ? ? ? ?= {0}; tcp_keepalive alive_out ? ? ? ? ? ? ? ?= {0}; alive_in.keepalivetime ? ? ? ? ? ? ? ?= 5000; ? ? ? ? ? ? ? ?// 開始首次KeepAlive探測前的TCP空閉時間 alive_in.keepaliveinterval ? ? ? ?= 1000; ? ? ? ? ? ? ? ?// 兩次KeepAlive探測間的時間間隔 alive_in.onoff ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?= TRUE; unsigned long ulBytesReturn = 0; nRet = WSAIoctl(socket_handle, SIO_KEEPALIVE_VALS, &alive_in, sizeof(alive_in), &alive_out, sizeof(alive_out), &ulBytesReturn, NULL, NULL); if (nRet == SOCKET_ERROR) { return FALSE; } 開啟Keepalive選項之后，對于使用IOCP模型的服務器端程序來說，一旦檢測到連接斷開，GetQueuedCompletionStatus函數將立即返回FALSE，使得服務器端能及時清除該連接、釋放該連接相關的資源。對于使用select模型的客戶端來說，連接斷開被探測到時，以recv目的阻塞在socket上的select方法將立即返回SOCKET_ERROR，從而得知連接已失效，客戶端程序便有機會及時執行清除工作、提醒用戶或重新連接。 TCP連接非正常斷開的檢測(KeepAlive探測) 此處的”非正常斷開”指TCP連接不是以優雅的方式斷開,如網線故障等物理鏈路的原因,還有突然主機斷電等原因 有兩種方法可以檢測:1.TCP連接雙方定時發握手消息 2.利用TCP協議棧中的KeepAlive探測 第二種方法簡單可靠,只需對TCP連接兩個Socket設定KeepAlive探測。

總結

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