Tcpdump抓包验证zookeeper的心跳机制

最新推荐文章于 2025-06-08 13:22:47 发布

鱼在树上飞

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分类专栏：项目笔记文章标签： java-zookeeper zookeeper tcp/ip

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文章详细探讨了Zookeeper在分布式系统中的作用，作为服务注册中心，它使用ping消息而非基于ticktime的心跳机制来监测服务提供者的在线状态。通过tcpdump抓包分析，揭示了Zookeeper客户端每10秒发送一次ping消息到服务器，这一间隔是会话超时时间30秒的1/3。此外，文章指出ticktime实际上是用于服务器判断客户端连接是否死亡的间隔，而并非心跳间隔。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一、背景

在分布式系统中，zookeeper可以作为服务注册中心，所有提供服务的节点都可以在zookeeper上面注册，并作为一个node被组织起来，如下图：
在这里插入图片描述
在RPC框架中，这些服务提供者就是RPC服务的提供者。zookeeper注册中心为每个服务都维持了会话session。为了监测这些服务是否在线，还使用了心跳机制。
对于zookeeper来说，这些RPC服务的提供者就是zookeeper客户端。
网上很多人说zookeeper的配置文件里的第一个参数ticktime就是指的心跳间隔，如下图，ticktime = 2000,即2000毫秒。但实际上，通过tcpdump抓包分析和源码阅读，可以看到其实并不是这样的。
在这里插入图片描述

二、抓包

zk的服务端和客户端之间是用ping消息来作为心跳消息的。ping是应用层协议，下层直接就是网络层协议ICMP，（ICMP利用的是IP协议传输消息，很有趣，网络层依赖网络层），没有使用TCP或UDP，也就是说，ZK客户端和服务器即使在TCP三次握手或挥手过程出现了问题，也不影响心跳消息的收发。

在RPC项目中，RPC服务提供者就是zk的客户端，所以我们首先运行RPC服务提供者程序。
然后ifconfig查看网络配置，因为都在本地运行，所以ip地址为回环地址127.0.0.1，网卡名为lo。
然后使用linux提供的抓包工具tcpdump，运行sudo tcpdump -i lo port 2181。
（-i后接参数，lo是本地网卡名；port后的2181是zk服务器的端口号）

抓包结果如下：

在这里插入图片描述
可以看到，ping消息的时间是14:31:19、14:31:29、14:31:39、14:31:49、14:31:59、
也就是间隔10秒发送一次ping消息。
而我们在zookeeper客户端程序初始化zookeeper句柄时，调用函数zookeeper_init()传入的会话超时时间参数是30000，即30秒（这个也是zk默认的会话超时时间），也就是说，zk发送心跳消息的默认时间间隔是默认会话超时时间的1/3，即10000ms。
其实查看zk的客户端发送ping请求的源码class SendThread也能找到发送ping的时间间隔，部分代码如下：

class SendThread extends ZooKeeperThread{
......
public void run(){
	......
	final int MAX_SEND_PING_INTERVAL = 10000;
	......
	}
}

对于前面说的配置文件里的ticktime，是这样解释的：
Client端的ping心跳检测间隔时间是轮询隔一段时间后向Server端发送ping请求，而Server端的tickTime间隔时间作用是每隔一段时间就判断在Server端的Client连接对象是否已经死亡，如果已经过期死亡则将连接对象进行清除关闭。所以ping心跳检测的意义是Client端告诉服务器我还活着，tickTime意义是定期清除没有告诉Server端还存活的连接。

本文参考以下博客：

zookeeper心跳机制源码分析

zookeeper简介