TCP Keepalive && Heartbeat

在默认情况下,在建立TCP连接之后,空闲时刻客户端和服务端不会互相发送数据包确认连接。假如有一端发生异常而掉线(如死机、防火墙拦截包、服务器爆炸),另一端若不进行连接确认,则会一直消耗资源。

为了保证连接的有效性,可以检测到对方端非正常的断开,我们通常利用两种机制来实现:

  • 利用TCP协议的Keepalive
  • 在应用层实现心跳检测(Heart Beat)

TCP Keepalive

TCP Keepalive通过定时发送Keepalive探测包来探测连接的对端是否存活。

交互过程:

在收到对端的确认报文后,设置keepalive timer。当长时间两端无交互并且保活定时器超时的时候,本段会发送keepalive probe等待对端确认。若对端在一定时间内确认(具体的规则貌似比较繁琐),keepalive timer重置;否则,长时间未响应,连接终止。

TCP Keepalive默认是关闭的,因为它会消耗额外的资源,并且可能会关闭正常的连接。(它也非TCP标准,详情可见The Host Requirements RFC [RFC1122])

在Linux Kernal中可以调整以下几个数值来设置Keepalive的属性:

sysctl variables net.ipv4.tcp_keepalive_time net.ipv4.tcp_keepalive_intvl net.ipv4.tcp_keepalive_probes
default 7200s 75s 9

Heart Beat

很多应用层协议都有心跳检测机制,客户端每隔一段时间就会向服务端发送一个数据包,通知服务端自己可以正常工作,同时传递一些数据。

两种方式的特点:

  • TCP Keepalive是TCP协议自带的实现,使用简单,其发送的数据包与应用层心跳检测包相比更小,但其功能也简单,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
文章目录
  1. 1. TCP Keepalive
  2. 2. Heart Beat