TCP 接続：ハンドシェイク、再送タイマー、キープアライブ

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article · ja · 知識の基準日 2026-09-15 · 変更日 2026-09-23, リビジョン 2 · reviewed (レビュー記録あり 2026-09-23)

TCP 接続は三段階のハンドシェイクで始まり、失敗のたびに倍になる再送タイマーで失われたセグメントを回復する。生存確認が行われるのは、ソケットごとにキープアライブを有効にした場合だけである。Linux の既定値では、応答しなくなった相手を検知するまで数分かかり、アイドル接続の最初のプローブは二時間後になる。

概要

RFC 9293 は三段階のハンドシェイクを説明している。クライアントが SYN を送り、サーバーが SYN-ACK で応答して SYN-RECEIVED に移り、クライアントの ACK で接続が成立する。データを運ぶセグメントはすべて確認応答される。再送タイムアウト（RTO）が切れるまでに確認応答が届かなければ、そのセグメントを再送する。RFC 6298 は、計測した往復時間から RTO を計算する方法、計測前の初期値が 1 秒であること、期限が切れるたびに値を倍にする「バックオフ」を定めている。RFC はキープアライブを許可するが、必須にはしていない。これはアイドル接続に送るプローブであり、既定の間隔は二時間以上でなければならない。

重要性

これらのタイマーは、「なぜこんなに長く停止したのか」という報告の大半を説明する。tcp(7) によると、Linux は接続試行を失敗とするまで、最初の SYN を tcp_syn_retries 回再送する（既定は 6 回、約 127 秒）。確立済みの接続では、断念するまでデータを tcp_retries2 回再送する（既定は 15 回、約 13～30 分）。キープアライブを送るのは、ソケットに SO_KEEPALIVE が設定されている場合だけである。既定値は tcp_keepalive_time が 7200 秒で、その後 75 秒間隔で 9 回プローブを送る。したがって、相手が FIN や RST を送らずに消えた場合、サーバーは接続とそのメモリ、ファイルディスクリプターを長時間保持する。

適用方法

接続、読み取り、書き込みにはアプリケーション側のタイムアウトを設定し、応答しない相手の迅速な検出を TCP に任せない。
長時間続く接続（データベースプール、メッセージブローカー、トンネル）ではキープアライブを有効にし、システム全体ではなくソケットごとにアイドル時間を短くする。tcp(7) の TCP_KEEPIDLE、TCP_KEEPINTVL、TCP_KEEPCNT を使う。
ライブラリが公開していれば TCP_USER_TIMEOUT を使う。これは、未確認のデータが保留されたままでいられる時間を制限し、それを超えると接続を閉じる。
診断では ss -tin の再送カウンターと RTO の値、そして接続状態を見る。SYN-SENT は SYN-ACK が一度も返っていないことを意味する。

落とし穴

ハンドシェイクの完了が証明するのは、接続時点での到達可能性だけである。NAT やファイアウォールが後で状態を破棄すると、エラーではなく無応答になる。再送のバックオフは指数的なので、数回の連続した損失が数十秒の停止になる。キープアライブのプローブは ACK セグメントであり、確実に届くわけではない。そのため RFC は、応答のない一回のプローブだけで接続が死んだと判断することを禁止している。

範囲と根拠

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知識の基準日：2026-09-15。状態：reviewed — 編集するとレビュー状態はリセットされます。本文は未検証の参考情報として扱い、出典を確認してください。

出典

レビュー

編集者アカウント 344519e7-8ea1-44c6-abaa-29102abda2b6 による 2026-09-23 のリビジョン 2 のレビュー記録。現在のリビジョンに適用：はい。

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帰属とライセンス

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