TCP keepAlive详解（TCP心跳包）

TCP keepAlive含义:

在TCP中有一个Keep-alive的机制可以检测死连接，原理很简单，TCP会在空闲了一定时间后发送数据给对方：

1.如果主机可达，对方就会响应ACK应答，就认为是存活的。
2.如果可达，但应用程序退出，对方就发RST应答，发送TCP撤消连接。
3.如果可达，但应用程序崩溃，对方就发FIN消息。

4.如果对方主机不响应ack, rst，继续发送直到超时，就撤消连接。这个时间就是默认的二个小时。

在一个正常的TCP连接上，当我们用无限等待的方式调用下面的Recv或Send的时候：

   ret=recv(s,&buf[idx],nLeft,flags);

   或

   ret=send(s,&buf[idx],nLeft,flags);

   如果TCP连接被对方正常关闭，也就是说，对方是正确地调用了closesocket(s)或者shutdown(s)的话，那么上面的Recv或Send调用就能马上返回，并且报错。这是由于closesocket(s)或者shutdown(s)有个正常的关闭过程，会告诉对方“TCP连接已经关闭，你不需要再发送或者接受消息了”。但是，如果是网线突然被拔掉，TCP连接的任何一端的机器突然断电或重启动，那么这时候正在执行Recv或Send操作的一方就会因为没有任何连接中断的通知而一直等待下去，也就是会被长时间卡住。这种情形解决的办法是启动TCP编程里的keepAlive机制。

    struct TCP_KEEPALIVE inKeepAlive = {0};
    unsigned long ulInLen = sizeof(struct TCP_KEEPALIVE);
    struct TCP_KEEPALIVE utKeepAlive = {0};
    unsigned long ulOutLen = sizeof(struct TCP_KEEPALIVE);
    unsigned long ulBytesReturn = 0;

    inKeepAlive.onoff=1;
    inKeepAlive.keepaliveinterval=5000; //单位为毫秒
    inKeepAlive.keepalivetime=1000;      //单位为毫秒
    ret=WSAIoctl(s, SIO_KEEPALIVE_VALS, (LPVOID)&inKeepAlive, ulInLen, 
                          (LPVOID)&outKeepAlive, ulOutLen, &ulBytesReturn, NULL, NULL);

   此处的keepalivetime表示的是TCP连接处于畅通时候的探测频率，一旦探测包没有返回，就以keepaliveinterval的频率发送，经过若干次的重试，如果探测包都没有返回，那么就得出结论：TCP连接已经断开，于是上面的Recv或Send调用也就能马上返回，不会无限制地卡住了。

  上图是对上面文字的说明。亮条之前，TCP处于畅通状态，KeepAlive是以1000毫秒(keepalivetime的值)的频率发送探测包，在发送到第32个探测包的时候，探测包没有返回，于是就以5000毫秒(keepalivetime的值)的频率发送探测包，重发几次后，探测包都没有返回，于是就得出结论：此TCP连接已经断开了！

 

对于Win2K/XP/2003，可以从下面的注册表项找到影响整个系统所有连接的keepalive参数：

[HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters]

“KeepAliveTime”=dword:006ddd00
“KeepAliveInterval”=dword:000003e8
“MaxDataRetries”=”5″

 

  对于实用程序来说，2小时的空闲时间太长。因此，我们需要手工开启Keepalive功能并设置合理的Keepalive参数。在XP和WIN2003系统上，可以针对单独的socket来设置，但是在windows 2000，不能单独设置，如果设置，那么影响是整个系统的所有socket。