*关于TCP长连接，NAT超时，心跳包
参考： http://www.jianshu.com/p/584707554ed7
1.TCP长连接
- TCP连接建立后只要不明确关闭，逻辑上连接一直存在。
- TCP是有保活定时器的，可以打开保活定时器来维持长连接，设置SO_KEEPALIVE才会开启，时间间隔默认7200s，也就是2h，这个默认是关闭的。
注意：HTTP的keepalive和TCP的用处不大一样tcp。
2.NAT超时
因为 IP v4 的 IP 量有限，运营商分配给手机终端的 IP 是运营商内网的 IP，手机要连接 Internet，就需要通过运营商的网关做一个网络地址转换(Network Address Translation，NAT)。简单的说运营商的网关需要维护一个外网 IP、端口到内网 IP、端口的对应关系，以确保内网的手机可以跟 Internet 的服务器通讯。
大部分移动无线网络运营商都在链路一段时间没有数据通讯时，会淘汰 NAT 表中的对应项，造成链路中断。
长连接心跳间隔必须要小于NAT超时时间(aging-time)，如果超过aging-time不做心跳，TCP长连接链路就会中断，Server就无法发送Push给手机，只能等到客户端下次心跳失败后，重建连接才能取到消息。
NAT设备会在IP封包通过设备时修改源/目的IP地址. 对于家用路由器来说, 使用的是网络地址端口转换(NAPT), 它不仅改IP, 还修改TCP和UDP协议的端口号, 这样就能让内网中的设备共用同一个外网IP. 举个例子, NAPT维护一个类似下表的NAT表
| 内网地址 | 外网地址 |
|---|---|
| 192.168.0.2:5566 | 120.132.92.21:9200 |
| 192.168.0.3:7788 | 120.132.92.21:9201 |
| 192.168.0.3:8888 | 120.132.92.21:9202 |
NAT设备会根据NAT表对出去和进来的数据做修改, 比如将192.168.0.3:8888发出去的封包改成120.132.92.21:9202, 外部就认为他们是在和120.132.92.21:9202通信. 同时NAT设备会将120.132.92.21:9202收到的封包的IP和端口改成192.168.0.3:8888, 再发给内网的主机, 这样内部和外部就能双向通信了, 但如果其中192.168.0.3:8888 == 120.132.92.21:9202这一映射因为某些原因被NAT设备淘汰了, 那么外部设备就无法直接与192.168.0.3:8888通信了.
国内移动无线网络运营商在链路上一段时间内没有数据通讯后, 会淘汰NAT表中的对应项, 造成链路中断.
3.心跳包
- 心跳的原因：虽然理论tcp连接后一直不断，但实际上会断网。见：比如 NAT超时，更多 影响TCP连接寿命的因素
- 心跳包的主要作用是告知对方连接端，我还活着，心还在跳。
- 心跳时长多少？
现实是残酷的, 根据网上的一些说法, 中移动2/3G下, NAT超时时间为5分钟, 中国电信3G则大于28分钟, 理想的情况下, 客户端应当以略小于NAT超时时间的间隔来发送心跳包.
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地区/网络 |
NAT超时时间 |
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中国移动3G和2G |
5分钟 |
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中国联通2G |
5分钟 |
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中国电信3G |
大于28分钟 |
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美国3G |
大于28分钟 |
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台湾3G |
大于28分钟 |
wifi下, NAT超时时间都会比较长, 据说宽带的网关一般没有空闲释放机制, GCM有些时候在wifi下的心跳比在移动网络下的心跳要快, 可能是因为wifi下联网通信耗费的电量比移动网络下小.
4.心跳包和轮询的区别
心跳包和轮询看起来类似, 都是客户端主动联系服务器, 但是区别很大.
- 轮询是为了获取数据, 而心跳是为了保活TCP连接.
- 轮询得越频繁, 获取数据就越及时, 心跳的频繁与否和数据是否及时没有直接关系
- 轮询比心跳能耗更高, 因为一次轮询需要经过TCP三次握手, 四次挥手, 单次心跳不需要建立和拆除TCP连接.
