(译)TCP Keepalive：What，Why&How

本文译自 TCP keepalive: what is it, why do you need it, how to configure it on #Linux，在原文的基础上加入了一些自己的理解，而非逐句转译。建议英文过关的同学直接参考原文。

众所周知，一个服务在服务器上运行时需要依赖于底层系统提供的一些环境。但我们跑服务时常常会忽略掉系统给我们做的一些“清理工作”（比如防火墙，路由器，交换机的一些环境设定），而这些很有可能会导致我们的应用层程序并不如预期那样运行。

一个典型的例子是系统对于长时间运行的TCP连接的清理。防火墙会经常设置一些清理任务：为了保证死掉的、超时的或者一些非正常关闭的连接不再占用防火墙资源，在某个特定时刻（通常是半夜）防火墙会杀掉所有的连接。这个目的是好的，但往往会弄巧成拙，如果应用层程序对于这种“清理”没有感知的话，反而影响到应用层程序的正常运行。

那么如果我们需要一个能够长时间保持连接状态，即使中间有很长一段时间没有数据传输的连接的话要怎么办呢？为了解决这个问题，Liunx内核提供了一个在正常TCP连接处于长时间不活跃状态（无数据传输）下还能让其保持“活跃”（不会被杀掉）的方法。这就是文题中的TCP Keepalive 特性。

简而言之，TCP Keepalive 特性就是通过模拟数据流量传输从而让TCP连接保持活跃，从而不会被communication layer标记为不活跃。

首先，内核中有三个参数控制Keepalive特性：

• tcp_keepalive_time

  最后一个数据包（单独的ACK包不算在内）和第一个keepalive探针之间的间隔；在连接被标记为需要keepalive后，这个计时器之后就不再被使用

• tcp_keepalive_intvl

  keepalive探针之间的时间间隔，不管在这期间连接交互了什么

• tcp_keepalive_probes

  如果有N个keepalive探针没有被对端确认（N即tcp_keepalive_probes的值），内核会认为该连接已经死亡并且通知应用层

注意前两个参数的单位是秒（s），最后一个是个数。

调整这些参数最简单的方式（同时也保证它们能在重启后保持同样的值）是将它们放在/etc/sysctl.conf或者目录/etc/sysctl.d/下面的一个新文件内。

net.ipv4.tcp_keepalive_time = 60
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 5
net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 3

然后使其生效：

# sysctl -p /etc/sysctl.conf

上面的参数会导致如下的行为：

如果一个TCP连接经过了60s的非活跃状态（同时该连接并没有被其中一端关闭），内核会将其标记为“需要keepalive”。然后每隔5秒钟在这个连接上发送一个数据包（keepalive探针）模拟流量。如果超过3个探针没有被回复，内核会将这个连接标记为死亡，并通知应用层程序。