キープアライブ (キープアライブ) とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

キープアライブ (キープアライブ) の読み方

日本語表記

キープアライブ (キープアライブ)

英語表記

Keep-Alive (キープアライブ)

キープアライブ (キープアライブ) の意味や用語解説

キープアライブとは、ネットワークにおける通信において、接続を維持するために定期的に送信される信号のことだ。通信が途絶えていないことを確認し、不要になった接続を自動的に切断するために用いられる。 キープアライブの仕組みを理解するには、まずネットワークにおける接続の状態について知る必要がある。TCP/IPのようなコネクション型のプロトコルでは、通信を行う前にクライアントとサーバーの間で接続を確立する。この接続は、データが送受信されている間は維持される。しかし、データの送受信が一定期間途絶えると、ネットワーク機器やOSは接続が切断されたと判断し、リソースを解放することがある。 ここで問題となるのは、実際にはクライアントやサーバーが正常に動作しているにも関わらず、ネットワークの状況や一時的なエラーによってデータが送受信されない状況だ。この場合、接続が誤って切断されてしまうと、再度接続を確立する必要が生じ、通信の効率が低下する。 キープアライブは、このような状況を回避するために用いられる。クライアントまたはサーバーが、一定間隔で相手に小さな信号（キープアライブパケット）を送信する。この信号を受信した相手は、接続がまだ有効であることを確認できる。もし、キープアライブパケットが一定回数送信されても応答がない場合、接続が切断されたと判断し、リソースを解放する。 キープアライブは、主に以下の2つの目的で使用される。 1. **接続の維持:** データが送受信されない状態が続いても、接続が維持される。これにより、必要な時にすぐにデータ送受信を再開できるため、通信の遅延を減らすことができる。特に、長時間にわたって接続を維持する必要があるアプリケーションや、ネットワーク環境が不安定な場合に有効だ。 2. **不要な接続の検出と切断:** クライアントまたはサーバーがクラッシュした場合、またはネットワークが物理的に切断された場合、通常の方法では接続の切断を通知することができない。キープアライブを使用することで、このような異常な状態を検出し、不要になった接続を自動的に切断できる。これにより、サーバーのリソースを効率的に利用し、無駄な負荷を軽減できる。 キープアライブの実装方法は、プロトコルやOSによって異なる。TCPレベルでは、TCPキープアライブと呼ばれる機能が提供されている。これは、OSのカーネルによって実装されており、アプリケーション側で明示的に制御する必要がない場合が多い。ただし、TCPキープアライブの設定（送信間隔、再送回数など）は、OSの設定ファイルやAPIを通じて変更できる。 HTTPのようなアプリケーションレベルのプロトコルでも、キープアライブの仕組みが提供されている。HTTPキープアライブ（またはHTTP Persistent Connections）は、1つのTCP接続上で複数のHTTPリクエスト/レスポンスを処理する。これにより、毎回TCP接続を確立するオーバーヘッドを削減し、ウェブページの表示速度を向上させることができる。HTTPキープアライブは、HTTPヘッダーを通じて制御され、クライアントとサーバーがサポートしている場合に有効になる。 キープアライブを利用する際には、いくつかの注意点がある。 まず、キープアライブパケットは、わずかながらネットワークの帯域を消費する。そのため、送信間隔を短く設定しすぎると、ネットワークの負荷が増加する可能性がある。逆に、送信間隔を長く設定しすぎると、接続の切断を検出するまでに時間がかかり、リソースの無駄遣いにつながる。適切な送信間隔は、アプリケーションの要件やネットワーク環境に応じて慎重に決定する必要がある。 次に、キープアライブは、ネットワークの中間機器（ファイアウォール、ロードバランサーなど）の設定によって影響を受ける場合がある。一部の中間機器は、アイドル状態の接続を自動的に切断する設定になっていることがある。この場合、キープアライブパケットを送信しても、接続が維持されないことがある。そのため、キープアライブを利用する際には、ネットワーク全体の設定を確認し、必要に応じて中間機器の設定を変更する必要がある。 最後に、キープアライブは、あくまで接続の維持を目的としたものであり、セキュリティを強化するものではない。認証や暗号化などのセキュリティ対策は、別途実装する必要がある。 このように、キープアライブは、ネットワークにおける通信の信頼性と効率性を向上させるための重要な技術だ。システムエンジニアを目指す上で、キープアライブの仕組みを理解し、適切に活用できるようになることは非常に重要だ。