tcp KeepAlive vs http KeepAlive

深藏阁楼爱情的钟 2022-12-29 14:03 139阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  1. 写在最前面
     *  2. 两种 KeepAlive 的区别
     *  3. 验证 KeepAlive
     *   *  3.1 http KeepAlive
         *   *  3.1.1 结论
         *  3.2 tcp KeepAlive
         *   *  3.2.1 结论
     *  4. 碎碎念
     *  5. 参考资料

## 1. 写在最前面 ##

这个问题的好奇点背景是这个样子的。

笔者所在的公司到了一年一度换证书的日子，为了做 double check （嗯，其实就是作为弱鸡的我默默的围观大佬换证书）。在验证更换证书是否生效的时候，有一个很有趣的现象：

> 用之前已经打开的 Google 页面刷新的话，证书还是 2020 年的。
> 
> 用新打开的隐私窗口验证的话，证书就变成 2021 年的。

作为一名资深好奇宝宝，我就开始十分好奇这到底是什么原因导致的？

答案：哎，其实很简单，因为 HTTP 1.1 协议以后默认是开启 KeepAlive 。而 https = http + tls + tcp， client 和 server 只会在 tcp 连接创建成功以后会进行一次 tls 握手，从 server 端获取证书信息。这就解释了为什么「用之前已经打开的 Google 页面刷新的话，不会获取到新证书」

> 注：[维基百科——http持久连接][http] 在 HTTP 1.1 中所有的连接默认都是持续连接，除非特殊声明不支持。

反正好奇都好奇了，那不如就多好奇一点吧。比如 tcp 和 http 的 KeepAlive 有啥区别。

## 2. 两种 KeepAlive 的区别 ##

先说结论，这压根是两个概念。

*  http 协议的 KeepAlive 目的在于连接复用，同一个连接上串行方式传递请求 - 响应数据
 *  协议的 KeepAlive 目的在于保活、心跳，检测连接错误。

## 3. 验证 KeepAlive ##

### 3.1 http KeepAlive ###

以www.zhihu.com 的网址为例。

> 注： 为了确保「知乎」的地址解析到同一个 ip 地址，笔者在测试之前已增加的记录
> 
> 112.65.212.141 www.zhihu.com

一图胜过千文，笔者抓了四类包：

*  tcp 三次握手的包
 *  tls 1.3 协商密钥的包
 *  tcp keep alive 探测 tcp 连接可用性的包
 *  以及等待一定时间内刷新页面重新请求知乎接口的包

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BoYW50b21fMTEx_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

#### 3.1.1 结论 ####

*  确实没有重新进行 tls 握手，这就解释了为什么下发新证书后，刷新页面没有获取到最新的证书信息。
 *  那么如何手动让浏览器关闭活跃的 tcp 连接呢？
    
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BoYW50b21fMTEx_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

思考：如果用 curl 请求是不是需要每次都重新进行 tls 呢？

### 3.2 tcp KeepAlive ###

tcp KeepAlive 并不是 tcp 协议的一部分，但是大多数操作系统都实现了这个机制。KeepAlive 机制可以理解为：

*  在「指定时间」内，tcp 链路上没有数据传送的情况下，tcp 层将发送相应的 KeepAlive 探针以确定连接可用性
 *  探针失败后将会在「指定时间间隔」内重试，探测最多「指定失败次数」
 *  所有探测失败后，即认为当前连接已经不可用。

net.ipv4.tcp_keepalive_intvl=20 -> 指定时间间隔
    net.ipv4.tcp_keepalive_probes=3 -> 指定失败次数
    net.ipv4.tcp_keepalive_time=60 -> 指定时间

> 注：上述配置即可翻译为在 60s 内，tcp 层没有数据传输的情况下，系统内核将发送 tcp KeepAlive 的探针以确定连接可用性，每次间隔 20s，最多探测失败 3 次，即认为该 tcp 连接不可用。

#### 3.2.1 结论 ####

*  tcp KeepAlive 的配置参数是在操作系统上设置的，对不在同一台机器上部署的不同应用来说不够灵活
 *  操作系统内核探测 tcp 连接是否可用不具有实时性，比如，连接已经在探测的间隔内断掉了，但是须在连续多次探测失败后才上报连接不可用

## 4. 碎碎念 ##

2020 就这么一去不复返啦，你也一定有很多遗憾吧？不要急，走的慢但是也走的稳一点。2021 也请你一定要继续、继续加油哦。

*  不要为了捍卫标准而捍卫标准，那是学界的事，工程永远都是实用主义优先。
 *  要按照自己喜欢的节奏来，不看别人，心就不会慌，东张西望的，容易摔倒。

## 5. 参考资料 ##

*  [HTTP KeepAlive和TCP KeepAlive原理与对比][HTTP KeepAlive_TCP KeepAlive]
 *  [聊聊 TCP 长连接和心跳那些事][TCP]
 *  [HTTP Keep-Alive的作用][HTTP Keep-Alive]

[http]: https://zh.wikipedia.org/wiki/HTTP%E6%8C%81%E4%B9%85%E8%BF%9E%E6%8E%A5
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3BoYW50b21fMTEx_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221120/18785338e127418fb7065d81eb17b4f0.png
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[HTTP KeepAlive_TCP KeepAlive]: https://pythonpig.github.io/2017/09/28/HTTP-keepalive&&TCP-KeepAlive-%E5%8E%9F%E7%90%86%E4%B8%8E%E5%AF%B9%E6%AF%94/
[TCP]: https://www.cnkirito.moe/tcp-talk/
[HTTP Keep-Alive]: https://zhuanlan.zhihu.com/p/127761066