tcp协议 中KeepAlive讲解及tcp心跳维持方案

swoole中设置keepalive
在TCP中有一个Keep-Alive的机制可以检测死连接，应用层如果对于死链接周期不敏感或者没有实现心跳机制，可以使用操作系统提供的keepalive机制来踢掉死链接。 在Server::set配置中增加open_tcp_keepalive=>1表示启用tcp keepalive。 另外，有3个选项可以对keepalive的细节进行调整。

Keep-Alive机制不会强制切断连接，如果连接存在但是一直不发生数据交互。Keep-Alive不会切断连接。而应用层实现的心跳检测 heartbeat_check 即便连接存在，但不产生数据交互的情况下，依然会强制切断连接。

TCP服务器心跳维持方案
正常情况下客户端中断TCP连接时，会发送一个FIN包，进行4次断开握手来通知服务器。但一些异常情况下，如客户端突然断电断网或者网络异常，服务器可能无法得知客户端已断开连接。

尤其是移动网络，TCP连接非常不稳定，所以需要一套机制来保证服务器和客户端之间连接的有效性。

Swoole扩展本身内置了这种机制，开发者只需要配置一个参数即可启用。Swoole在每次收到客户端数据会记录一个时间戳，当客户端在一定时间内未向服务器端发送数据，那服务器会自动切断连接。

使用方法：
$serv->set(array(
‘heartbeat_check_interval’ => 5,
‘heartbeat_idle_time’ => 10,
));
上面的设置就是每5秒侦测一次心跳，一个TCP连接如果在10秒内未向服务器端发送数据，将会被切断。

在Linux内核设置KeepAlive

KeepAlive默认不是开启的，如果想使用KeepAlive，需要在你的应用中设置SO_KEEPALIVE才可以生效。

查看当前的配置：

cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_time

cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_intvl

cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_probes

在Linux中我们可以通过修改 /etc/sysctl.conf 的全局配置：

net.ipv4.tcp_keepalive_time=7200

net.ipv4.tcp_keepalive_intvl=75

net.ipv4.tcp_keepalive_probes=9

添加上面的配置后输入 sysctl -p 使其生效，你可以使用 sysctl -a | grep keepalive 命令来查看当前的默认配置

如果应用中已经设置SO_KEEPALIVE，程序不用重启，内核直接生效

KeepAlive

KeepAlive通过定时发送探测包来探测连接的对端是否存活， 但通常也会许多在业务层面处理的，他们之间的特点：

TCP自带的KeepAlive使用简单，发送的数据包相比应用层心跳检测包更小，仅提供检测连接功能

应用层心跳包不依赖于传输层协议，无论传输层协议是TCP还是UDP都可以用

应用层心跳包可以定制，可以应对更复杂的情况或传输一些额外信息

KeepAlive仅代表连接保持着，而心跳包往往还代表客户端可正常工作

和Http中Keep-Alive的关系

HTTP协议的Keep-Alive意图在于连接复用，同一个连接上串行方式传递请求-响应数据

TCP的KeepAlive机制意图在于保活、心跳，检测连接错误

TCP中已有SO_KEEPALIVE选项，为什么还要在应用层加入心跳包机制
因为TCP协议中的SO_KEEPALIVE有几个致命的缺陷：

keepalive只能检测连接是否存活，不能检测连接是否可用。比如服务器因为负载过高导致无法响应请求但是连接仍然存在，此时keepalive无法判断连接是否可用。
如果TCP连接中的另一方因为停电突然断网，我们并不知道连接断开，此时发送数据失败会进行重传，由于重传包的优先级要高于keepalive的数据包，因此keepalive的数据包无法发送出去。只有在长时间的重传失败之后我们才能判断此连接断开了。

最后

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