不過如果web服務(wù)器并且開啟了keep-alive的話，當達到超時時長服務(wù)器也會主動關(guān)閉。（我這里并不是說TCP/IP詳解錯了，而是它在那一節(jié)主要是針對TCP來說，并沒有引入HTTP，而且它說的是通常而不是一定）

我使用Nginx做測試，并且在配置文件中設(shè)置了keepalive_timeout 65s;，Nginx的默認設(shè)置是75s，設(shè)置為0表示禁用keepalive，如下圖：

下面我使用Chrom瀏覽器訪問這個Nginx默認提供的主頁，并通過抓包程序來監(jiān)控整個通信過程，如下圖：

從上圖可以看出來在有效數(shù)據(jù)傳送完畢后，中間出現(xiàn)了Keep-Alive標記的通信，并且在65秒內(nèi)沒有請求后服務(wù)器主動斷開連接，這種情況你在Nginx的服務(wù)器上就會看到TIME_WAIT的狀態(tài)。

服務(wù)端端口耗盡

有人說Nginx監(jiān)聽80或者443，客戶端都是連接這個端口，服務(wù)端怎么會端口耗盡呢？就像下圖一樣（忽略圖中的TIME_WAIT，產(chǎn)生這個的原因上面已經(jīng)說過了是因為Nginx的keepalive_timeout設(shè)置導(dǎo)致的）

其實，這取決于Nginx工作模式，我們使用Nginx通常都是讓其工作在代理模式，這就意味著真正的資源或者數(shù)據(jù)在后端Web應(yīng)用程序上，比如Tomcat。代理模式的特點是代理服務(wù)器代替用戶去后端獲取數(shù)據(jù)，那么此時相對于后端服務(wù)器來說，Nginx就是一個客戶端，這時候Nginx就會使用隨機端口來向后端發(fā)起請求，而系統(tǒng)可用隨機端口范圍是一定的，可以使用sysctl net.ipv4.ip_local_port_range命令來查看服務(wù)器上的隨機端口范圍。

通過我們之前介紹的延遲確認、Nagle算法以及代理模式下Nginx充當后端的客戶端角色并使用隨機端口連接后端，這就意味著服務(wù)端的端口耗盡風險是存在的。隨機端口釋放速度如果比與后端建立連接的速度慢就有可能出現(xiàn)。不過一般不會出現(xiàn)這個情況，至少我們公司的Nginx我沒有發(fā)現(xiàn)有這種現(xiàn)象產(chǎn)生。因為首先是靜態(tài)資源都在CDN上；其次后端大部分都是REST接口提供用戶認證或者數(shù)據(jù)庫操作，這些操作其實后端如果沒有瓶頸的話基本都很快。不過話說回來如果后端真的有瓶頸且擴容或者改架構(gòu)成本比較高的話，那么當面對大量并發(fā)的時候你應(yīng)該做的是限流防止后端被打死。

服務(wù)端HTTP進程打開文件數(shù)量達到最大

我們說過HTTP通信依賴TCP連接，一個TCP連接就是一個套接字，對于類Unix系統(tǒng)來說，打開一個套接字就是打開一個文件，如果有100個請求連接服務(wù)端，那么一旦連接建立成功服務(wù)端就會打開100個文件，而Linux系統(tǒng)中一個進程可以打開的文件數(shù)量是有限的ulimit -f，所以如果這個數(shù)值設(shè)置的太小那么也會影響HTTP連接。而對以代理模式運行的Nginx或者其他HTTP程序來說，通常一個連接它就要打開2個套接字也就會占用2個文件（命中Nginx本地緩存或者Nginx直接返回數(shù)據(jù)的除外）。所以對于代理服務(wù)器這個進程可打開的文件數(shù)量也要設(shè)置的大一點。

持久連接Keepalive

首先我們要知道keepalive可以設(shè)置在2個層面上，且2個層面意義不同。TCP的keepalive是一種探活機制，比如我們常說的心跳信息，表示對方還在線，而這種心跳信息的發(fā)送由有時間間隔的，這就意味著彼此的TCP連接要始終保持打開狀態(tài)；而HTTP中的keep-alive是一種復(fù)用TCP連接的機制，避免頻繁建立TCP連接。所以一定明白TCP的Keepalive和HTTP的Keep-alive不是一回事。

HTTP的keep-alive機制

非持久連接會在每個HTTP事務(wù)完成后斷開TCP連接，下一個HTTP事務(wù)則會再重新建立TCP連接，這顯然不是一種高效機制，所以在HTTP/1.1以及HTTP/1.0的增強版本中允許HTTP在事務(wù)結(jié)束后將TCP連接保持打開狀態(tài)，以便后續(xù)的HTTP事務(wù)可以復(fù)用這個連接，直到客戶端或者服務(wù)器主動關(guān)閉該連接。持久連接減少了TCP連接建立的次數(shù)同時也最大化的規(guī)避了TCP慢啟動帶來的流量限制。

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再來看一下這張圖，圖中的keepalive_timeout 65s設(shè)置了開啟http的keep-alive特性并且設(shè)置了超時時長為65秒，其實還有比較重要的選項是keepalive_requests 100;它表示同一個TCP連接最多可以發(fā)起多少個HTTP請求，默認是100個。

在HTTP/1.0中keep-alive并不是默認使用的，客戶端發(fā)送HTTP請求時必須帶有Connection: Keep-alive的首部來試圖激活keep-alive，如果服務(wù)器不支持那么將無法使用，所有請求將以常規(guī)形式進行，如果服務(wù)器支持那么在響應(yīng)頭中也會包括Connection: Keep-alive的信息。

在HTTP/1.1中默認就使用Keep-alive，除非特別說明，否則所有連接都是持久的。如果要在一個事務(wù)結(jié)束后關(guān)閉連接，那么HTTP的響應(yīng)頭中必須包含Connection: CLose首部，否則該連接會始終保持打開狀態(tài)，當然也不能總是打開，也必須關(guān)閉空閑連接，就像上面Nginx的設(shè)置一樣最多保持65秒的空閑連接，超過后服務(wù)端將會主動斷開該連接。

TCP的keepalive

在Linux上沒有一個統(tǒng)一的開關(guān)去開啟或者關(guān)閉TCP的Keepalive功能，查看系統(tǒng)keepalive的設(shè)置sysctl -a | grep tcp_keepalive，如果你沒有修改過，那么在Centos系統(tǒng)上它會顯示：

net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 75 # 兩次探測直接間隔多少秒
net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 9 # 探測頻率
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 7200 # 表示多長時間進行一次探測，單位秒，這里也就是2小時

按照默認設(shè)置，那么上面的整體含義就是2小時探測一次，如果第一次探測失敗，那么過75秒再探測一次，如果9次都失敗就主動斷開連接。

如何開啟Nginx上的TCP層面的Keepalive，在Nginx中有一個語句叫做listen它是server段里面用于設(shè)置Nginx監(jiān)聽在哪個端口的語句，其實它后面還有其他參數(shù)就是用來設(shè)置套接字屬性的，看下面幾種設(shè)置：

# 表示開啟，TCP的keepalive參數(shù)使用系統(tǒng)默認的
listen 80 default_server so_keepalive=on;
# 表示顯式關(guān)閉TCP的keepalive
listen 80 default_server so_keepalive=off;
# 表示開啟，設(shè)置30分鐘探測一次，探測間隔使用系統(tǒng)默認設(shè)置，總共探測10次,這里的設(shè)
# 置將會覆蓋上面系統(tǒng)默認設(shè)置
listen 80 default_server so_keepalive=30m::10;

所以是否要在Nginx上設(shè)置這個so_keepalive，取決于特定場景，千萬不要把TCP的keepalive和HTTP的keepalive搞混淆，因為Nginx不開啟so_keepalive也不影響你的HTTP請求使用keep-alive特性。如果客戶端和Nginx直接或者Nginx和后端服務(wù)器之間有負載均衡設(shè)備的話而且是響應(yīng)和請求都會經(jīng)過這個負載均衡設(shè)備，那么你就要注意這個so_keepalive了。比如在LVS的直接路由模式下就不受影響，因為響應(yīng)不經(jīng)過
LVS，不過要是NAT模式就需要留意，因為LVS保持TCP會話也有一個時長，如果該時長小于后端返回數(shù)據(jù)的時長那么LVS就會在客戶端還沒有收到數(shù)據(jù)的情況下斷開這條TCP連接。

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