tcp 长连接与短连接

2024年4月7日 148次阅读 来源: 风斩冰华

长连接与短连接

  • 使用TCP协议时，会在客户端和服务器之间建立一条虚拟的信道，这条虚拟信道就是指连接，而建议这条连接需要3次握手，拆毁这条连接需要4次挥手，可见，我们建立这条连接是有成本的，这个成本就是效率成本，简单点说就是时间成本，你要想发送一段数据，必须先3次握手（来往3个包），然后才能发送数据，发送完了，你需要4次挥手（来往4个包）来断开这个连接。
  • 其二，CPU资源成本，三次握手和4次挥手和发送数据都是从网卡里发送出去和接收的，还有其余的设备，比如防火墙，路由器等等，站在操作系统内核的角度来讲，如果我们是一个高并发系统的话，如果大量的数据包都经历过这么一个过程，那是很耗CPU的。
  • 其三，每个socket是需要耗费系统缓存的，比如系统提供了一些接口设置socket缓存的，比如：
/proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem
/proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem
/proc/sys/net/ipv4/tcp_mem

keepalive机制

TCP连接一旦建立后，是不是这个连接可以一直保持？ 答案是否定的，操作系统在实现TCP协议的时候都做了一个限制，这个限制可以参考配置：

cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_time
cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_intvl
cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_probes
  • 我们看到默认这个tcp_keepalive_time的值为7200s，也就是2个小时，这个值代表如果TCP连接发送完最后一个ACK包后，如果超过2个小时，没有数据往来，那么这个连接会断掉。那么我们如何才能保持住这个连接呢？实际上，这就是TCP的keepalive机制，哦，说法不严谨，TCP协议并没有规定如此，但是很多的操作系统内核实现TCP协议时，都加上了这个keepalive机制，那么这个功能默认是关闭的，那这个keepalive机制到底是如何的呢？也就是，如果TCP之间没有任何数据来往了在tcp_keepalive_time（7200s，2h）后，服务器给客户端发送一个探测包，如果对方有回应，说明这个连接还存活，否则继续每隔tcp_keepalive_intvl（默认为75s）给对方发送探测包，如果连续tcp_keepalive_probes（默认为9）次后，依然没有收到对端的回复，那么则认为这个连接已经关闭。
  • tcp 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。当然事先我们可以修改这些默认值，方法如下：

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

tcp keepalive可以通过设置TCP选项设置，设置方法如下：

#include <sys/socket.h>

int setsockopt(int socket, int level, int option_name, const void *option_value, socklen_t option_len);

我们在需要使能Keepalive的socket上面调用setsockopt函数便可以打开该socket上面的keepalive。

第一个参数是要设置的套接字 第二个参数是SOL_SOCKET 第三个参数必须是SO_KEEPALIVE 第四个参数必须是一个布尔整型值，0表示关闭，1表示打开 最后一个参数是第四个参数值的大小。

示例：

int keepalive = 1;
 setsockopt(incomingsock,SOL_SOCKET,SO_KEEPALIVE,(void*)(&keepalive),(socklen_t)sizeof(keepalive));
                         
 int keepalive_time = 30;
 setsockopt(incomingsock, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPIDLE,(void*)(&keepalive_time),(socklen_t)sizeof(keepalive_time));
 int keepalive_intvl = 3;
 setsockopt(incomingsock, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPINTVL,(void*)(&keepalive_intvl),(socklen_t)sizeof(keepalive_intvl));
int keepalive_probes= 3;
 setsockopt(incomingsock, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPCNT,(void*)(&keepalive_probes),(socklen_t)sizeof(keepalive_probes));

设置SO_KEEPALIVE选项来开启KEEPALIVE，然后通过TCP_KEEPIDLE、TCP_KEEPINTVL和TCP_KEEPCNT设置keepalive的保活时间、间隔、次数等参数。

    原文作者：风斩冰华
    原文地址: https://segmentfault.com/a/1190000019364224
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