Keep-Alive

TCP Keep-Alive

두 종단 간의 연결을 유지하는 것이 목적이다. 연결된 TCP 소켓을 체크할 수 있고 TCP 연결이 여전히 진행중인지 혹은 끊어졌는지를 결정한다.

TCP Keepalive는 연결된 세션의 재활용 측면에서만 아니라 좀비 커넥션의 삭제에도 도움을 준다. TCP 연결을 끊으려면 FIN 패킷이 필요하다. 하지만 다양한 이유로 FIN 패킷을 받을 수 없는 상황이 된다면 FIN을 전달할 수 없어 계속 연결된 것처럼 남아있게 된다. TCP Keepalive 옵션을 사용한다면 일정시간이 확인 패킷을 보내는 로직을 통해 일정시간 동안 응답이 없다면 연결을 종료하기 때문에 좀비 커넥션을 방지할 수 있다.

TCP Keep-Alive 파라미터

• net.ipv4.tcp_keepalive_time
  • keepalive 소켓의 유지시간
• net.ipv4.tcp_keepalive_probes
  • 패킷을 보낼 최대 전송 횟수
  • 네트워크 패킷은 여러 사유로 인해 유실될 수 있으므로 재전송 매커니즘을 넣는다.
• net.ipv4.tcp_keepalive_intvl
  • 재전송 패킷을 보내는 주기

TCP Keep-Alive 동작 과정

최초로 세션이 연결된 다음 tcp_keepalive_time초 동안 기다린다. 그리고 확인 패킷을 보내게 된다. 확인 패킷에 대한 응답이 오지 않으면 tcp_keepalive_intvl 간격으로 tcp_keepalive_probes 만큼 패킷을 더 보낸다. tcp_keepalive_probes의 마지막 패킷에 대해서 응답이 오지 않으면 연결을 끊는다.

HTTP Keep-Alive

최대 얼마동안 연결을 유지하도록 하는게 목적이다. HTTP 응답 Header의 예는 다음과 같다. 아래 응답을 받고 10초가 되기 전에 또 요청 했다면 Keep-Alive: timeout=10, max=19가 포함된 응답을 받을 것이다.

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HTTP/1.1 200 OK
Connection: Keep-Alive
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Date: Thu, 15 Jan 2015 16:45:29 GMT
Content-Length: 1845
Keep-Alive: timeout=10, max=20

HTTP Keep-Alive 파라미터

2개의 Keep-Alive 파라미터는 콤파(,)분리되어 응답된다.

• timeout
  • 연결의 유지를 위한 최소한의 시간(초).
• max
  • 연결을 종료하기 전까지 보낼 수 있는 최대 요청 수.

HTTP Keep-Alive 장점

HTTP/1.1에서 Keep-Alive로 인한 장점은 다음과 같다.

1. 3-way handshake로 인한 지연시간을 줄일 수 있다.
2. CPU 사용량을 줄여준다 : 새로운 TCP 연결을 만들기 위해서는 CPU, 메모리 사용과 같은 많은 리소스가 필요하다. 연결된 커넥션을 재사용하기 때문에 리소스 사용을 줄여준다.

TCP Keep-Alive vs HTTP Keep-Alive

HTTP Keep-Alive는 HTTP 프로토콜의 기능이다. Keep-Alive 기능을 구현하는 웹 서버는 마지막 HTTP 응답(해당 HTTP 요청이 있는 경우)을 보낸 이후 시간 범위에 대해 주기적으로(수신 HTTP 요청에 대해) 연결/소켓을 확인해야 한다. 구성된 연결 유지 시간(초)까지 HTTP 요청이 수신되지 않으면 웹 서버는 연결을 닫는다. 웹 서버에서 ‘닫기’를 수행한 후에는 더 이상의 HTTP 요청이 불가능하다.

반면 TCP Keep-Alive는 TCP 계층에서 OS에 의해 관리된다. 작은 패킷을 보내 TCP 연결을 열린 상태로 유지한다. 또한 패킷이 전송될 때 연결이 끊어지는 즉시 발신자에게 알림이 전송되도록 확인하는 역할을 한다.

참고

https://devidea.tistory.com/60

https://eminentstar.tistory.com/50?category=578513

https://stackoverflow.com/questions/9334401/http-keep-alive-and-tcp-keep-alive