【网络】Linux 内核优化实战 - net.ipv4.tcp_keepalive_intvl

net.ipv4.tcp_keepalive_intvl 是 Linux 内核中的一个 TCP 参数，用于控制TCP 保活探测包（Keep-Alive Probes）之间的发送间隔时间。以下是对该参数的详细解析：

1. TCP Keep-Alive 机制回顾

TCP Keep-Alive 是一种检测长时间空闲连接是否仍然有效的机制。当连接处于空闲状态超过 tcp_keepalive_time（默认 2 小时）后，TCP 会开始发送保活探测包：

• 首次探测：在空闲时间达到 tcp_keepalive_time 后发送。
• 后续探测：如果首次探测未收到响应，则每隔 tcp_keepalive_intvl 秒发送一次，直到发送次数达到 tcp_keepalive_probes。

2. 参数作用

tcp_keepalive_intvl 定义了两次连续保活探测包之间的时间间隔，单位为秒。默认值通常为 75 秒，但在不同场景下可能需要调整。

3. 参数取值与影响

• 默认值：75 秒。
• 减小该值（如 15 秒）：
  • 优点：更快发现断开的连接（例如，若 probes=5，则总探测时间缩短至 5×15=75 秒）。
  • 缺点：增加网络流量和 CPU 开销（频繁发送探测包）。
• 增大该值（如 120 秒）：
  • 优点：减少网络流量和系统开销；适合稳定网络环境。
  • 缺点：连接断开后，应用需要更长时间才能感知。

4. 使用场景与建议

• 适合减小 tcp_keepalive_intvl 的场景：

  • 高可用性系统（如微服务、负载均衡）：快速发现故障节点，减少服务中断时间。
  • 不稳定网络环境（如移动网络、广域网）：及时检测连接状态变化。

• 适合增大 tcp_keepalive_intvl 的场景：

  • 稳定网络环境（如数据中心内部）：减少不必要的探测开销。
  • 长连接低延迟场景（如数据库连接、SSH）：避免频繁探测干扰业务流量。

5. 相关参数

与 TCP Keep-Alive 相关的其他重要参数：

• net.ipv4.tcp_keepalive_time：连接空闲多久后开始发送保活探测包（默认 7200 秒，即 2 小时）。
• net.ipv4.tcp_keepalive_probes：最多发送多少个探测包才认定连接失效（默认 9 次）。
• net.ipv4.tcp_retries2：TCP 重传次数上限（影响连接断开的最终判断）。

6. 如何配置该参数

临时生效（重启后失效）：

# 设置保活探测包间隔为 30 秒
sudo sysctl -w net.ipv4.tcp_keepalive_intvl=30

永久生效（需重启或重载配置）：

# 编辑配置文件
sudo vim /etc/sysctl.conf

# 添加或修改一行
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 30

# 使配置生效
sudo sysctl -p

7. 性能优化建议

• 高可用性短连接场景：

  net.ipv4.tcp_keepalive_time = 300    # 5 分钟
  net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 15     # 15 秒间隔
  net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 3     # 3 次探测
  

  总探测时间 = 3×15 = 45 秒，适合快速发现失效连接。

• 长连接低延迟场景：

  net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1800    # 30 分钟
  net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 60     # 1 分钟间隔
  net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 5     # 5 次探测
  

  总探测时间 = 5×60 = 300 秒（5 分钟），平衡开销与检测速度。

8. 监控与故障排查

检查当前 Keep-Alive 设置：

sysctl net.ipv4.tcp_keepalive_time
sysctl net.ipv4.tcp_keepalive_intvl
sysctl net.ipv4.tcp_keepalive_probes

若发现大量处于 ESTABLISHED 状态但实际已断开的连接，可能需要：

1. 减小 tcp_keepalive_intvl 和 tcp_keepalive_probes 以更快检测失效连接。
2. 结合 tcp_keepalive_time 调整，缩短整体检测周期。

通过合理配置 tcp_keepalive_intvl，可以在快速发现失效连接和减少系统开销之间取得平衡，尤其适合需要长时间维持大量连接的服务器应用（如 Web 服务器、数据库连接池）。