TCP的半关闭状态以及tcp-keepalive

最新推荐文章于 2025-10-15 16:30:55 发布

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#tcp/ip #网络 #网络协议

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本文介绍了TCP连接中的半关闭状态，详细解释了客户端和服务端如何进入此状态，以及如何通过shutdown系统调用实现。同时，讨论了tcp-keepalive作为传输层的探活机制，虽然不能解决应用层问题，但仍然是保持连接活性的重要手段。最后提到了开启tcp-keepalive的两种方法，包括Linux系统的全局开启和通过setsockopt设置socket。

文章目录

半关闭状态
- 实现方法
tcp-keepalive
- 开启 tcp-keepalive
- - 方法1 Linux系统全局开启
  - 方法2 setsockopt 设置 socket

半关闭状态

在这里插入图片描述

一次TCP四次挥手的过程如上图所示。设左侧为客户端，右侧为服务端，当客户端发起FIN而关闭其写通道时（对应服务端读通道），服务端进入close_wait状态，但希望推送完所有数据后再关闭整个连接。此时连接处于半关闭状态，客户端只能读，服务端只能写。

待服务端发送完所有数据并发送一个FIN后，客户端响应ACK，服务端收到ACK后知道客户端收到了所有数据，此时才能关闭服务端的写通道。

实现方法

客户端：调用shutdown(SHUT_WR) 发送⼀个 FIN 包，并且标记该 socket 为 SEND_SHUTDOWN；
服务端：收到 FIN 包并标记该 socket 为RCV_SHUTDOWN；此时就进入半关闭状态；

如果使用epoll实现，若⼀个Socket同时标记为 SEND_SHUTDOWN 和 RCV_SHUTDOWN；那么会触发 EPOLLHUP 事件；
如果⼀个Socket被标记为 RCV_SHUTDOWN；那么会触发 EPOLLRDHUP事件。

tcp-keepalive

tcp-keepalive 是在TCP传输层实现的探活机制，与应用层无关，因此应用程序无法介入。这也是为什么应用层往往还需要实现自己的心跳监测机制，因为假如应用层进程出现阻塞或死锁，传输层完全无法感知到，依然会正常发送探活包，此时tcp-keepalive实际并不能起到作用。

开启 tcp-keepalive

方法1 Linux系统全局开启

$ sudo vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.tcp_keepalive_time=7200		# 两端多久没有数据交换后，开始发送 keepalive syn 探活包（单位秒）
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl=75			# 发送多少次探活包
net.ipv4.tcp_keepalive_probes=9			# 探活包发送间隔

$ sysctl -p 	# 使配置⽣效

方法2 setsockopt 设置 socket

设置开启：

int val = 1;
setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &val, sizeof(val);

配置参数：

setsockopt(fd, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPIDLE, &val, sizeof(val));	// tcp_keepalive_time

setsockopt(fd, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPINTVL, &val, sizeof(val));	// tcp_keepalive_intvl

setsockopt(fd, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPCNT, &val, sizeof(val));	// tcp_keepalive_probes