TCP/IP協(xié)議是計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)中目前使用最多的協(xié)議，同時(shí)也融入了生活的方方面面，不管是瀏覽網(wǎng)頁(yè)使用的http/https協(xié)議、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使用的MQTT/MQTTS協(xié)議與下載文件使用的ftp協(xié)議、工業(yè)以太網(wǎng)中使用的Modbus TCP協(xié)議等很多應(yīng)用層協(xié)議，都是基于TCP/IP協(xié)議簇。
前文我們介紹了TCP流控機(jī)制的詳解，本文我們將介紹TCP keep-alive(?；?機(jī)制詳解。
?TCP Keepalive機(jī)制?是一種用于檢測(cè)TCP連接是否仍然活躍的機(jī)制。當(dāng)TCP連接在一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，Keepalive機(jī)制會(huì)發(fā)送探測(cè)報(bào)文來(lái)檢測(cè)對(duì)方是否仍然在線。如果對(duì)方正常響應(yīng)，連接將被重置，等待下一個(gè)探測(cè)周期；如果對(duì)方?jīng)]有響應(yīng)，連接將被認(rèn)為是死連接，并最終被關(guān)閉。
當(dāng)TCP連接在一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，Keepalive機(jī)制會(huì)發(fā)送探測(cè)報(bào)文。如果對(duì)方正常工作并響應(yīng)這個(gè)探測(cè)報(bào)文，連接將被重置，等待下一個(gè)探測(cè)周期。如果對(duì)方?jīng)]有響應(yīng)，連續(xù)幾次探測(cè)后，TCP會(huì)認(rèn)為連接已經(jīng)死亡，并關(guān)閉該連接。
TCP Keepalive機(jī)制涉及幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)：
??keepidle?：無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)開(kāi)始發(fā)送探測(cè)報(bào)文的時(shí)間間隔。
??keepinterval?：發(fā)送探測(cè)報(bào)文的間隔時(shí)間。
??keepcount?：發(fā)送探測(cè)報(bào)文的次數(shù)，如果對(duì)方?jīng)]有響應(yīng)，連接將被關(guān)閉。
一般的，TCP的客戶端與服務(wù)器的連接類(lèi)型可以分為：
1、短鏈接：客戶端連接到服務(wù)器后，即開(kāi)始與服務(wù)器交互，請(qǐng)求資源，上報(bào)數(shù)據(jù)等，交互完畢后即斷開(kāi)與服務(wù)器的連接，如Http協(xié)議等。
2、長(zhǎng)連接：客戶端連接到服務(wù)器后，不一定會(huì)立即進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞，而是一直保持連接狀態(tài)，且雙方一般不會(huì)主動(dòng)斷開(kāi)連接，如MQTT協(xié)議等。
需要注意的是，不管是長(zhǎng)連接還是短連接都不是TCP協(xié)議本身所規(guī)定的，TCP只是給應(yīng)用層提供了建立與斷開(kāi)連接的方法與資源管理。
可以想到，當(dāng)客戶端與服務(wù)器處于長(zhǎng)連接狀態(tài)下，如果服務(wù)器突然斷電了，服務(wù)器也無(wú)法通知客戶端異常狀況，客戶端就無(wú)法察覺(jué)服務(wù)器異常。只有當(dāng)客戶端向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，由于超時(shí)機(jī)制，客戶端才能知道服務(wù)器異常。并且數(shù)據(jù)也自然丟棄了。而且如果異常連接無(wú)法釋放，也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)資源的消耗與浪費(fèi)。所以在長(zhǎng)連接下，就可以啟用TCP 的Keep-alive機(jī)制，避免一方可能意外斷電、死機(jī)、崩潰、重啟，還是中間路由網(wǎng)絡(luò)無(wú)故斷開(kāi)，從而導(dǎo)致的異常連接。
相關(guān)參數(shù)如下所示：
SO_KEEPALIVE：是否開(kāi)啟?；?/span>
TCP_KEEPIDLE：Start keeplives after this period
TCP_KEEPINTVL：Interval between keepalives
TCP_KEEPCNT：Number of keepalives before death
SO_KEEPALIVE：Keep-alive可以是雙向的，即客戶端可以主動(dòng)給服務(wù)器發(fā)，或服務(wù)器主動(dòng)給客戶端發(fā)送。在使能了SO_KEEPALIVE后，即啟用了保活機(jī)制
TCP_KEEPIDLE：當(dāng)客戶端與服務(wù)器沒(méi)有交互數(shù)據(jù)達(dá)到TCP_KEEPIDLE的空閑時(shí)間后，TCP將會(huì)給對(duì)方發(fā)送探測(cè)包。
TCP_KEEPINTVL：如果上一次的探測(cè)包沒(méi)有得到響應(yīng)，那么將用TCP_KEEPINTVL作為下一次的探測(cè)包間隔
TCP_KEEPCNT：當(dāng)連續(xù)發(fā)送了TCP_KEEPCNT次數(shù)的探測(cè)包都未收到響應(yīng)后，本地將會(huì)釋放當(dāng)前連接資源，并且通知應(yīng)用層連接斷開(kāi)
正常探測(cè)包
掉線過(guò)程
接下來(lái)測(cè)試KeepAlive斷開(kāi)：正常TCP建立連接 后，拔掉網(wǎng)線：重新抓包如下圖所示：
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