Nginx中HTTP的keepalive怎麼配置

http keepalive
在http早期 ，每個http請求都要求開啟一個tpc socket連接，並且使用一次之後就斷開這個tcp連接。使用keep-alive可以改善這種狀態，即在一次tcp連線中可以持續發送多份資料而不會 中斷連線。透過使用keep-alive機制，可以減少tcp連接建立次數，也意味著可以減少time_wait狀態連接，以此提高性能和提高httpd 伺服器的吞吐率(更少的tcp連接意味著更少的系統內核呼叫,socket的accept()和close()呼叫)。但是，keep-alive並不是 免費的午餐,長時間的tcp連接容易導致系統資源無效佔用。配置不當的keep-alive，有時比重複利用連接帶來的損失更大。所以，正確地設定 keep-alive timeout時間非常重要。
keepalvie timeout
httpd守護進程，一般都提供了keep-alive timeout時間設定參數。例如nginx的keepalive_timeout，和apache的keepalivetimeout。這個 keepalive_timout時間值表示：一個http產生的tcp連線在傳送完最後一個回應後，還需要hold住 keepalive_timeout秒後，才開始關閉這個連線。當httpd守護程式發送完一個回應後，理應馬上主動關閉相應的tcp連接，設定keepalive_timeout後，httpd守護程式會想說：「再等等吧，看看瀏覽器還有沒有請求過來」，這一等，便是keepalive_timeout時間。如果守護程式在這個等待的時間裡，一直沒有收到瀏覽發過來http請求，則關閉這個http連線。
我寫了一個腳本，方便測試

<?php
sleep(60); //为了便于分析测试，会根据测试进行调整
echo "www.jb51.net";
?>

1.當keepalive_timeout時間為0時，即不啟用keep-alive時，一個tcp連接的生命週期

#

#tcpdump -n host 218.1.57.236 and port 80

20:36:50.792731 ip 218.1.57.236.43052 > 222.73.211.215.http: s 1520902589:1520902589(0) win 65535
20:36:50.792798 ip 222.73.211.215.http > 218.1.57.236.43052: s 290378256:290378256(0) ack 1520902590 win 5840
20:36:50.801629 ip 218.1.57.236.43052 > 222.73.211.215.http: . ack 1 win 3276820:36:50.801838 ip 218.1.57.236.43052 > 222.73.211.215.http: p 1:797(796) ack 1 win 32768
20:36:50.801843 ip 222.73.211.215.http > 218.1.57.236.43052: . ack 797 win 5920:37:50.803230 ip 222.73.211.215.http > 218.1.57.236.43052: p 1:287(286) ack 797 win 59
20:37:50.803289 ip 222.73.211.215.http > 218.1.57.236.43052: f 287:287(0) ack 797 win 59
20:37:50.893396 ip 218.1.57.236.43052 > 222.73.211.215.http: . ack 288 win 32625
20:37:50.894249 ip 218.1.57.236.43052 > 222.73.211.215.http: f 797:797(0) ack 288 win 32625
20:37:50.894252 ip 222.73.211.215.http > 218.1.57.236.43052: . ack 798 win 59

第1~3行建立tcp三次握手，建立連線。用時8898μs
第4~5行透過建立的連線發送第一個http請求，服務端確認收到請求。用時5μs
第5~6行，可以知道腳本執行用時60s1387μs,與php腳本相符。
第6、8行服務端發送http回應。發送回應用時90166μs。
第7行，表示由服務端守護程式主動關閉連線。結合第6、8行，說明http回應一旦發送完畢，服務端馬上關閉這個tcp連接
第7、9、10說明tcp連接順序關閉,用時90963μs。需要注意,這裡socket資源並沒有立即釋放，需要等待2msl時間（60s）後才被真正釋放。
由此可見，在沒有設定 keepalive_timeout情況下，一個socket資源從建立到真正釋放需要經過的時間是:建立tcp連接 傳送http請求 php腳本執行 傳送http回應 關閉tcp連線 2msl 。 (註:這裡的時間只能做參考，具體的時間主要由網路頻寬，和回應大小而定)
2.當keepalive_timeout時間大於0時，即啟用keep-alive時，一個tcp連接的生命週期。為了方便分析，我們將keepalive_timeout設定為300s

#tcpdump -n host 218.1.57.236 and port 80

21:38:05.471129 ip 218.1.57.236.54049 > 222.73.211.215.http: s 1669618600:1669618600(0) win 65535
21:38:05.471140 ip 222.73.211.215.http > 218.1.57.236.54049: s 4166993862:4166993862(0) ack 1669618601 win 5840
21:38:05.481731 ip 218.1.57.236.54049 > 222.73.211.215.http: . ack 1 win 32768
21:38:05.481976 ip 218.1.57.236.54049 > 222.73.211.215.http: p 1:797(796) ack 1 win 32768
21:38:05.481985 ip 222.73.211.215.http > 218.1.57.236.54049: . ack 797 win 59
21:38:07.483626 ip 222.73.211.215.http > 218.1.57.236.54049: p 1:326(325) ack 797 win 59
21:38:07.747614 ip 218.1.57.236.54049 > 222.73.211.215.http: . ack 326 win 32605
21:43:07.448454 ip 222.73.211.215.http > 218.1.57.236.54049: f 326:326(0) ack 797 win 59
21:43:07.560316 ip 218.1.57.236.54049 > 222.73.211.215.http: . ack 327 win 32605
21:43:11.759102 ip 218.1.57.236.54049 > 222.73.211.215.http: f 797:797(0) ack 327 win 32605
21:43:11.759111 ip 222.73.211.215.http > 218.1.57.236.54049: . ack 798 win 59

我們先看一下，第6~8行，和上次範例不一樣的是，服務端httpd守護程式發完回應後，沒有立即主動關閉tcp連線。
第8行，結合第6行，我們可以看到，5分鐘(300s)後，服務端主動關閉這個tcp連線。這個時間，正是我們設定的keepalive_timeout的時間。
由此可見，設定了keepalive_timout時間情況下，一個socket建立到釋放需要的時間是多了keepalive_timeout時間。
3.當keepalive_timeout時間大於0，並且在同一個tcp連線發送多個http回應。這裡為了方便分析，我們將keepalive_timeout設定為180s
通過這個測試，我們想弄清楚,keepalive_timeout是從第一個回應結束開啟計時，還是最後一個回應結束開啟計時。測試結果證實是後者，在這裡，我們每隔120s發一次請求，透過一個tcp連線發送了3個請求。

# tcpdump -n host 218.1.57.236 and port 80

22:43:57.102448 ip 218.1.57.236.49955 > 222.73.211.215.http: s 4009392741:4009392741(0) win 65535
22:43:57.102527 ip 222.73.211.215.http > 218.1.57.236.49955: s 4036426778:4036426778(0) ack 4009392742 win 5840
22:43:57.111337 ip 218.1.57.236.49955 > 222.73.211.215.http: . ack 1 win 3276822:43:57.111522 ip 218.1.57.236.49955 > 222.73.211.215.http: p 1:797(796) ack 1 win 32768
22:43:57.111530 ip 222.73.211.215.http > 218.1.57.236.49955: . ack 797 win 59
22:43:59.114663 ip 222.73.211.215.http > 218.1.57.236.49955: p 1:326(325) ack 797 win 59
22:43:59.350143 ip 218.1.57.236.49955 > 222.73.211.215.http: . ack 326 win 3260522:45:59.226102 ip 218.1.57.236.49955 > 222.73.211.215.http: p 1593:2389(796) ack 650 win 32443
22:45:59.226109 ip 222.73.211.215.http > 218.1.57.236.49955: . ack 2389 win 83
22:46:01.227187 ip 222.73.211.215.http > 218.1.57.236.49955: p 650:974(324) ack 2389 win 83
22:46:01.450364 ip 218.1.57.236.49955 > 222.73.211.215.http: . ack 974 win 3228122:47:57.377707 ip 218.1.57.236.49955 > 222.73.211.215.http: p 3185:3981(796) ack 1298 win 32119
22:47:57.377714 ip 222.73.211.215.http > 218.1.57.236.49955: . ack 3981 win 108
22:47:59.379496 ip 222.73.211.215.http > 218.1.57.236.49955: p 1298:1622(324) ack 3981 win 108
22:47:59.628964 ip 218.1.57.236.49955 > 222.73.211.215.http: . ack 1622 win 3276822:50:59.358537 ip 222.73.211.215.http > 218.1.57.236.49955: f 1622:1622(0) ack 3981 win 108
22:50:59.367911 ip 218.1.57.236.49955 > 222.73.211.215.http: . ack 1623 win 32768
22:50:59.686527 ip 218.1.57.236.49955 > 222.73.211.215.http: f 3981:3981(0) ack 1623 win 32768
22:50:59.686531 ip 222.73.211.215.http > 218.1.57.236.49955: . ack 3982 win 108

第一组，三个ip包表示tcp三次握手建立连接，由浏览器建立。
第二组，发送第一次http请求并且得到响应，服务端守护进程输出响应之后，并没马上主动关闭tcp连接。而是启动keepalive_timout计时。
第三组，2分钟后，发送第二次http请求并且得到响应，同样服务端守护进程也没有马上主动关闭tcp连接，重新启动keepalive_timout计时。
第四组，又2分钟后，发送了第三次http请求并且得到响应。服务器守护进程依然没有主动关地闭tcp连接（距第一次http响应有4分钟了,大于keepalive_timeout值），而是重新启动了keepalive_timout计时。
第五组，跟最后一个响应keepalive_timeout(180s)内，守护进程再没有收到请求。计时结束，服务端守护进程主动关闭连接。4次挥手后，服务端进入time_wait状态。
这说明，当设定了keepalive_timeout，一个socket由建立到释放，需要时间是：tcp建立 + (最后一个响应时间 – 第一个请求时间) + tcp关闭 + 2msl。红色加粗表示每一次请求发送时间、每一次请求脚本执行时间、每一次响应发送时间，还有两两请求相隔时间。进一步测试，正在关闭或者 time_wait状态的tcp连接，不能传输http请求和响应。即，当一个连接结束keepalive_timeout计时，服务端守护进程发送第一 个fin标志ip包后，该连接不能再使用了。
http keep-alive与tcp keep-alive
http keep-alive与tcp keep-alive，不是同一回事，意图不一样。http keep-alive是为了让tcp活得更久一点，以便在同一个连接上传送多个http，提高socket的效率。而tcp keep-alive是tcp的一种检测tcp连接状况的保鲜机制。tcp keep-alive保鲜定时器，支持三个系统内核配置参数：

echo 1800 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_time
echo 15 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_intvl
echo 5 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_probes

keepalive是tcp保鲜定时器，当网络两端建立了tcp连接之后，闲置idle（双方没有任何数据流发送往来）了 tcp_keepalive_time后，服务器内核就会尝试向客户端发 送侦测包，来判断tcp连接状况(有可能客户端崩溃、强制关闭了应用、主机不可达等等)。如果没有收到对方的回答(ack包)，则会在 tcp_keepalive_intvl后再次尝试发送侦测包，直到收到对对方的ack,如果一直没有收到对方的ack,一共会尝试 tcp_keepalive_probes次，每次的间隔时间在这里分别是15s, 30s, 45s, 60s, 75s。如果尝试tcp_keepalive_probes,依然没有收到对方的ack包，则会丢弃该tcp连接。tcp连接默认闲置时间是2小时，一般 设置为30分钟足够了。也就是说，仅当nginx的keepalive_timeout值设置高于tcp_keepalive_time，并且距此tcp连接传输的最后一 个http响应，经过了tcp_keepalive_time时间之后，操作系统才会发送侦测包来决定是否要丢弃这个tcp连接。一般不会出现这种情况， 除非你需要这样做。
keep-alive与time_wait
使用http keep-alvie，可以减少服务端time_wait数量(因为由服务端httpd守护进程主动关闭连接)。道理很简单，相较而言，启用keep-alive，建立的tcp连接更少了，自然要被关闭的tcp连接也相应更少了。

以上是Nginx中HTTP的keepalive怎麼配置的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！