TCP连接，如果server端所在机器突然掉电，client是如何以及多久感知tcp连接断开-EW帮帮网

TCP连接，如果server端所在机器突然掉电，client是如何以及多久感知tcp连接断开

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TCP连接，如果server端所在机器突然掉电，client是如何以及多久感知tcp连接断开

1. 场景：

TCP连接，client 和 server已经成功建立连接，这时server端所在机器突然掉电且且后续一直处于掉电状态。在没有任何应用层心跳协议的场景下，client端如何以及多久感知tcp连接断开？

这里得区分两个场景：

client和server建立连接后，client一直没有发送数据给server，也就是一直没有数据交互；
client和server建立连接后，client一直有数据发送给server，有数据交互。

1.1 client没有发数据给server场景

没有发数据的场景下，会触发tcp的保活机制，也就是TCP keepalive。

1.1.1 TCP keepalive原理

TCP Keepalive 是一种用于检测空闲连接是否仍然存在的机制。它通过周期性地发送探测数据包来验证对端是否还活着。如果对端没有回应，TCP连接会被认为已经失效，并最终关闭。下面是 TCP Keepalive 的触发机制和检测方法：
触发机制
TCP Keepalive 主要包括三个参数：

tcp_keepalive_time:

空闲时间：在没有任何数据传输后，连接保持空闲的时间（秒），默认值通常为 7200 秒（2 小时）。

tcp_keepalive_intvl:

重试间隔：发送 Keepalive 探测包之间的间隔时间（秒），默认值通常为 75 秒。

tcp_keepalive_probes:

探测次数：在关闭连接之前发送 Keepalive 探测包的最大次数，默认值通常为 9 次。

Keepalive 流程

空闲时间达到（tcp_keepalive_time）：

当 TCP 连接空闲达到 tcp_keepalive_time 后，开始发送 Keepalive 探测包。

发送探测包：

每隔 tcp_keepalive_intvl 秒发送一个 Keepalive 探测包，探测包是一个长度为零的 TCP 数据包，包含当前序列号。

等待响应：

如果对端在 tcp_keepalive_intvl 时间内没有回应，则重发探测包。

达到探测次数（tcp_keepalive_probes）：

如果连续发送 tcp_keepalive_probes 次探测包后仍未收到对端的回应，内核认为连接已失效，关闭连接。

所以，此场景下，在linux系统中，最少经过7875s，client才可以感知到tcp连接断开。

7200 + (75 * 9) = 7875 s

并且应用程序需要通过socket接口设置SO_KEEPALIVE选项才能够使能TCP keepalive功能。
如下所示：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/tcp.h>
#include <unistd.h>

int set_keepalive(int sockfd) {
    int optval = 1;
    socklen_t optlen = sizeof(optval);

    // Enable keepalive
    if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &optval, optlen) < 0) {
        return -1;
    }

    // Set keepalive time
    optval = 600; // 10 minutes
    if (setsockopt(sockfd, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPIDLE, &optval, optlen) < 0) {
        return -1;
    }

    // Set keepalive interval
    optval = 60; // 1 minute
    if (setsockopt(sockfd, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPINTVL, &optval, optlen) < 0) {
        return -1;
    }

    // Set keepalive probes
    optval = 5; // max 5 probes
    if (setsockopt(sockfd, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPCNT, &optval, optlen) < 0) {
        return -1;
    }

    return 0;
}

1.2 client一直发数据给server场景

此场景下，client会一直重传报文，直到某个上限后，内核就会认为tcp连接断开，client就能感知到此tcp连接断开。

那client重传几次呢？重传多久呢？
这里收两个参数的限制：

tcp_retries1
tcp_retries2

1.2.1初期重传尝试（tcp_retries1）：

在最初尝试发送数据包并且没有收到ACK确认时，TCP将根据Retransmission Timeout (RTO)计算出的时间间隔来进行重传。如果重传次数达到tcp_retries1定义的值，客户端不会立即关闭连接，而是进入下一阶段的重传。

1.2.2 后期重传尝试（tcp_retries2）：

如果在达到tcp_retries1的重传次数之后，连接仍然没有得到响应，TCP将继续尝试重传数据包。如果重传次数达到tcp_retries2定义的值，TCP将认为连接出现了硬错误，此时，连接将被认定为失效，TCP将关闭连接并通知应用程序发生了错误（通常是ETIMEDOUT）。

1.2.3 计算重传时间

假设：
tcp_retries1 = 3
tcp_retries2 = 15
RTO = 1
那么总的重传次数为 tcp_retries2，即 15 次，而不是 3 次初始重传加上 15 次长期重传。换句话说，重传的总次数是 15 次，其中前 3 次由 tcp_retries1 控制。

重传过程

初始重传阶段：

第1次重传（初始RTO）：等待1秒
第2次重传：等待2秒
第3次重传：等待4秒

长期重传阶段：

第4次重传：等待8秒
第5次重传：等待16秒
…
最后一次重传（第15次）：等待TCP_RTO_MAX（通常为120秒）
注意：这里每次重传时间最大值就是TCP_RTO_MAX。
总的重传时间：

7秒（初始阶段） + 1080秒（长期阶段） = 1087秒（约18分钟）

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