第九章 套接字的多种可选项

《TCP/IP网络编程》 尹圣雨 P140~P152

套接字具体多种特性，可通过可选项更改。

1 套接字可选项和I/O缓冲大小

SOL_LOCKET层是套接字相关的通用可选项

IPPROTO_IP层可选项是IP协议相关事项

IPPROTO_TCP层可选项是TCP协议相关事项

具体见P120~P141

可选项的读取和设置通过如下两个函数完成

#include<sys/socket.h>int getsockopt(int sock,int level,int optname,void *optval,socklen_t *optlen);//成功时返回0.失败时返回-1

sock用于查看选项套接字文件描述符

level 要查看的可选项的协议层

optname 要查看的可选项名

optval 保存查看结果的缓冲地址值

optlen 向第四个参数optval传递的缓冲大小。调用函数后，该变量中保存通过第四个参数返回的可选项信息的字节数

#include<sys/socket.h>int setsockopt(int sock,int level,int optname,const void *optval,socklen_t *optlen);//成功时返回0.失败时返回-1

sock用于更改可选项套接字文件描述符

level 要更改的可选项的协议层

optname 要更改的可选项名

optval 保存要更改的选项信息的缓冲地址值

optlen 向第四个参数optval传递的可选项信息的字节数。

套接字类型类型只能在创建时觉得，以后不能再更改。

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创建套接字将同时生产I/O缓冲。

SO_RCVBUF是输入缓冲大小相关可选项，SO_SNDBUF的输出缓冲大小相关可选项。用这两个选项既可以读取当前I/O缓冲大小，也可以进行更改。

P142~P145的3个程序是验证上述内容的函数。

缓冲大小的设置需要谨慎处理，因为不会完全按照我们的要求进行，只是通过调用setsockopt函数向系统传递我们的要求。

2 SO_REUSEADDR

发生地震分配错误Binding Error

P146~P147程序学习：强制终止程序时，由操作系统关闭文件及套接字，此过程相当于调用close函数，也会向服务器端传递FIN消息。

1）在客户端控制台输入Q消息，或通过crtl+c终止程序。让客户端先通知服务器端终止程序，向服务器端发送FIN消息并经过四次握手过程，不会发生特别的事情。

2）服务器端和客户端已建立连接的状态下，向服务器端控制台输入CRTL+C，让服务器端先通知客户端终止程序，即强制关闭服务器端终止程序，那服务器端重新运行时将产生问题。若用同一端口号重新运行服务器端，将输出“bind() error”消息，并且无法再次运行。

Time-wait状态

套接字经过四次握手过程后并非立即清除，而是要经过一段时间的TIME_WAIT状态。只有先断开连接（先发送FIN消息）的主机才经过Time-wait状态。若服务器端先断开连接，则无法立即重新运行。套接字处在Time-wait过程时，相应端口是正在使用的状态。

不管是服务器端还是客户端，套接字都会有Time-wait状态。先断开连接的套接字必然经过Time-wait过程。但无需考虑客户端的Time-wait状态。因为客户端套接字的端口号是任意指定的。与服务器端不同，客户端每次运行程序时都会动态分配端口号，因此无需过多关注Time-wait状态。

地址再分配

在主机A的四次握手过程中，如果最后的数据丢失，则主机B会认为A未收到自己发送的FIN消息，因此重转。这时，收到FIN消息的主机A将重启Time-wait计时器。因此，如果网络状况不理想，Time-wait状态将持续。

解决方案就是在套接字的可选项中更改SO_REUSEADDR的状态。适当调整该参数，可将Time-wait状态下的套接字端口号重新分配给新的套接字。SO_REUSEADDR的默认值是0，意味无法分配Time-wait状态下的套接字端口号。因此需要将这个值改为1.

3. TCP_NODELAY

Nagle算法为防止因数据包过多而发生网络过载。应用于TCP层，非常简单。

只有收到前一数据的ACK消息时，Nagle算法才发送下一数据。

TCP套接字默认使用Nagle算法交换数据，因此最大限度地进行缓冲，直到收到ACK。

不使用Nagle算法将对网络流量（Traffic：指网络负载或混杂程度）产生负面影响。为了提高网络传输效率，必须使用Nagle算法。

在程序中将字符串传给输出缓冲时并不是逐字传递的。

Nagle算法并不是什么时候都可以用，网络流量未受未受太大影响时，不使用Nagle算法要比使用它的传输速度快。最典型的就是“传输大文件数据”。将文件数据传入输出缓冲不会花太多时间，即使不用Nagle算法也会在装满输出缓冲时传输数据包。不仅不会增加数据包的数量，反而会在无需等待ACK的前提下连续传输，因此可以大大提高传输速度。

禁用Nagle算法

如果有必要就禁用Nagle算法。

Nagle算法使用与否在网络流量上差别不大，使用Nagle算法的传输速度更慢。

禁用方法，只需将套接字可选项TCP_NODELAY 改为1即可。

int iot_val=1;int setsockopt(sock,IPPROTO_TCP,TCP_NODELAY,(void*)&opt_val,sizeof(opt_val);