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TCP连接的KEEPALIVE  

2011-12-08 17:00:20|  分类: 应用编程 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 一      关于keepalive的内核参数      
       tcp_keepalive_time - INTEGER

  在连接被标记为需要keepalive后,最后数据被发送和第一个keepalive探测包的间隔.

  默认值: 2hours.

  tcp_keepalive_probes - INTEGER

  在决定连接被断掉,通知应用层前,发送keepalive探测包的次数.

  默认值: 9.

  tcp_keepalive_intvl - INTEGER

  在keepalive探测包开始后,探测包每隔多长时间发送一次.

  默认值: 75s

  根据上述参数来看,如果一个client发送一个标记为keepalive的包后,如果断开了

       服务端需要7200s+9*75s=7875s后,连接才释放掉。

二、   TIME_WAIT 的处理

根据TCP协议,主动发起关闭的一方,会进入TIME_WAIT状态(TCP实现必须可靠地终止连接的两个方向(全双工关闭)),持续2*MSL(Max Segment Lifetime),缺省为240秒.

为什么 TIME_WAIT 状态需要保持 2MSL 这么长的时间?

TIME_WAIT的等待时间为2MSL,即最大段生存时间.如果 TIME_WAIT 状态保持时间不足够长(比如小于2MSL),第一个连接就正常终止了。第二个拥有相同相关五元组的连接出现(因为连接终止前发起的一方可能需要重发 ACK,所以停留在该状态的时间必须为MSL的2倍。),而第一个连接的重复报文到达,干扰了第二个连接。TCP实现必须防止某个连接的重复报文在连接终 止后出现,所以让TIME_WAIT态保持时间足够长(2MSL),连接相应方向上的TCP报文要么完全响应完毕,要么被丢弃。建立第二个连接的时候,不 会混淆。

注:MSL(最大分段生存期)指明TCP报文在Internet上最长生存时间,每个具体的TCP实现都必须选择一个确定的MSL值。RFC 1122建议是2分钟,但BSD传统实现采用了30秒。TIME_WAIT 状态最大保持时间是2 * MSL,也就是1-4分钟。


有关内核级别的keepalive和time_wait的优化调整

vi /etc/sysctl

net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1800
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
net.core.netdev_max_backlog =8096

修改完记的使用sysctl -p 让它生效

以上参数的注解
/proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_reuse
该文件表示是否允许重新应用处于TIME-WAIT状态的socket用于新的TCP连接。

/proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_recycle
recyse是加速TIME-WAIT sockets回收

对tcp_tw_reuse和tcp_tw_recycle的修改,可能会出现.warning, got duplicate tcp line warning, got BOGUS tcp line.上面这二个参数指的是存在这两个完全一样的TCP连接,这会发生在一个连接被迅速的断开并且重新连接的情况,而且使用的端口和地址相同。但基本 上这样的事情不会发生,无论如何,使能上述设置会增加重现机会。这个提示不会有人和危害,而且也不会降低系统性能,目前正在进行工作

/proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_time
表示当keepalive起用的时候,TCP发送keepalive消息的频度。缺省是2小时

/proc/sys/net/ipv4/tcp_fin_timeout 最佳值和BSD一样为30
fin_wait1状态是在发起端主动要求关闭tcp连接,并且主动发送fin以后,等待接收端回复ack时候的状态。对于本端断开的socket连接,TCP保持在FIN-WAIT-2状态的时间。对方可能会断开连接或一直不结束连接或不可预料的进程死亡。

/proc/sys/net/core/netdev_max_backlog
该文件指定了,在接口接收数据包的速率比内核处理这些包的速率快时,允许送到队列的数据包的最大数目


三、 进行处理

Linux系统中TCP是面向连接的,在实际应用中通常都需要检测连接是否还可用.如果不可用,可分为:
a. 连接的对端正常关闭.
b. 连接的对端非正常关闭,这包括对端设备掉电,程序崩溃,网络被中断等.这种情况是不能也无法通知对端的,所以连接会一直存在,浪费国家的资源.
TCP协议栈有个keepalive的属性,可以主动探测socket是否可用,不过这个属性的默认值很大.
全局设置可更改/etc/sysctl.conf,加上:
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 20
net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 3
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 60

在程序中设置如下:
int keepAlive = 1; // 开启keepalive属性
int keepIdle = 60; // 如该连接在60秒内没有任何数据往来,则进行探测
int keepInterval = 5; // 探测时发包的时间间隔为5 秒
int keepCount = 3; // 探测尝试的次数.如果第1次探测包就收到响应了,则后2次的不再发.
setsockopt(rs, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (void *)&keepAlive, sizeof(keepAlive));
setsockopt(rs, SOL_TCP, TCP_KEEPIDLE, (void*)&keepIdle, sizeof(keepIdle));
setsockopt(rs, SOL_TCP, TCP_KEEPINTVL, (void *)&keepInterval, sizeof(keepInterval));
setsockopt(rs, SOL_TCP, TCP_KEEPCNT, (void *)&keepCount, sizeof(keepCount));

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