TCP 保活(KeepAlive)机制详解

一、TCP KeepAlive 初衷

交互双方建立 TCP 连接，但并不是一直都有数据交互，有些连接在数据交互完毕后会被立即释放，有些则不会，那么在长时间无数据交互的情况下，双方都有可能发生主机宕机、网络异常等各种意外，当这些意外发生后，连接并未来得及被正常释放，另一方在不知道对端异常的情况下会一直维护这个连接，长时间的积累会占用过多的系统资源，尤其是服务端，为了避免资源浪费，于是就有了 TCP「保活」机制

从 NAT 角度理解 TCP KeepAlive 的必要性

网络基础 - NAT 篇有提到过转换表(如下)，其中，202.244.174.37:1025/1026 的 1025/1026 是临时分配的端口

由于端口数量有限([0, 65535])，再加上维护转换表需要额外开销，因此不能无休止地向转换表中增加记录，对于过期的记录，需要将其删除

如何判断哪些是过期记录？
一段时间内无活动的连接，其对应记录就是过期的，NAT 路由器应定时检查转换表中的非活动连接，并将其丢弃，注意，这个丢弃的动作并不会告知该连接的任何一方

问题来了，如果一个客户端应用因业务需要必须与服务端维持长连接，那么该连接在长时间没有任何数据交互的情况下，NAT 路由器会将其对应记录从转换表中删除，客户端和服务端对此是毫无感知的，连接被丢弃后，服务端再也收不到客户端发送的数据包，显然客户端也收不到服务端的数据推送