C/C++网络编程中的TCP保活
来源:互联网 发布:linux源码 怎么读 编辑:程序博客网 时间:2024/04/30 17:22
在默认的情况下,TCP连接是没有保活的心跳的。这就是说,当一个TCP的socket,客户端与服务端谁也不发送数据,会一直保持着连接。这其中如果有一方异常掉线,另一端永远也不可能知道。这对于一些服务型的程序来说,将是灾难性的后果。
所以,必须对创建的socket,启用保活心跳,即Keepalive选项。
启用Keepalive
对于WIN32或者Linux平台来说,设置socket的Keepalive都很简单,只需使用setsockopt设置SO_KEEPALIVE即可。
setsockopt的函数原型在Linux环境下为:
#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> int setsockopt(int s, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);,在WIN32平台下为
#include <winsock2.h> int setsockopt(int s, int level, int optname, const char *optval, int optlen);
因为const void *可以接受const char *型的参数,所以为了代码的跨平台编译考虑,可以采用以下代码来设置TCP的Keepalive选项。
alive = 1; if (setsockopt (fd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (const char *) &alive, sizeof alive) != 0) { log_warn ("Set keep alive error: %s.\n", strerror (errno)); return -1; }
这样,对于TCP的连接,就启用了系统默认值的保活心跳。
Linux环境下的TCP Keepalive参数设置
为什么说是系统默认值的呢?因为有这样几个值,我们并没有手动设置,是采用的系统默认值。即,
- 多长时间发送一次保活心跳?
- 如果没有返回,多长时间再重试发送?
- 重试几次为失败?
如果是Linux操作系统,这三个值分别为
# cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_time 7200 # cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_intvl 75 # cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_keepalive_probes 9
这就是说,在Linux系统下,如果对于TCP的socket启用了Keepalive选项,则会在7200秒(即两个小时)没有数据后,发起KEEPALIVE报文。如果没有回应,则会在75秒后再次重试。如果重试9次均失败,则认定连接已经失效。TCP的读取操作,将返回0。
这对于我们大多数应用来说,前两个时间值都有点太长了。
我们可以通过重设上面三个值,来使得操作系统上运行的所有启用了Keepalive选项的TCP的socket的行为更改。
我们也可以只针对我们自己创建的socket,重设这三个值。它们分别对应TCP_KEEPIDLE、TCP_KEEPINTL和TCP_KEEPCNT的选项值,同样可以使用setsockopt进行设置。
#include <stdlib.h> #include <fcntl.h> #include <errno.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/tcp.h> #include <netinet/in.h> #include <netdb.h> #include <arpa/inet.h> int socket_set_keepalive (int fd) { int ret, error, flag, alive, idle, cnt, intv; /* Set: use keepalive on fd */ alive = 1; if (setsockopt (fd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &alive, sizeof alive) != 0) { log_warn ("Set keepalive error: %s.\n", strerror (errno)); return -1; } /* 10秒钟无数据,触发保活机制,发送保活包 */ idle = 10; if (setsockopt (fd, SOL_TCP, TCP_KEEPIDLE, &idle, sizeof idle) != 0) { log_warn ("Set keepalive idle error: %s.\n", strerror (errno)); return -1; } /* 如果没有收到回应,则5秒钟后重发保活包 */ intv = 5; if (setsockopt (fd, SOL_TCP, TCP_KEEPINTVL, &intv, sizeof intv) != 0) { log_warn ("Set keepalive intv error: %s.\n", strerror (errno)); return -1; } /* 连续3次没收到保活包,视为连接失效 */ cnt = 3; if (setsockopt (fd, SOL_TCP, TCP_KEEPCNT, &cnt, sizeof cnt) != 0) { log_warn ("Set keepalive cnt error: %s.\n", strerror (errno)); return -1; } return 0; }
WIN32环境下的TCP Keepalive参数设置
而WIN32环境下的参数设置,就要麻烦一些,需要使用另外的一个函数WSAIoctl和一个结构struct tcp_keepalive。
它们的原型分别为:
#include <winsock2.h> #include <mstcpip.h> int WSAIoctl( SOCKET s, DWORD dwIoControlCode, LPVOID lpvInBuffer, DWORD cbInBuffer, LPVOID lpvOutBuffer, DWORD cbOutBuffer, LPDWORD lpcbBytesReturned, LPWSAOVERLAPPED lpOverlapped, LPWSAOVERLAPPED_COMPLETION lpCompletionRoutine ); struct tcp_keepalive { u_long onoff; u_long keepalivetime; u_long keepaliveinterval; };在这里,使用WSAIoctl的时候,dwIoControlCode要使用SIO_KEEPALIVE_VALS,lpvOutBuffer用不上,cbOutBuffer必须设置为0。
struct tcp_keepalive结构的参数意义为:
onoff,是否开启KEEPALIVE; keepalivetime,多长时间触发Keepalive报文的发送; keepaliveinterval,多长时间没有回应触发下一次发送。
注意:这里两个时间单位都是毫秒而不是秒。
#include <winsock2.h> #include <mstcpip.h> int socket_set_keepalive (int fd) { struct tcp_keepalive kavars[1] = { 1, 10 * 1000, /* 10 seconds */ 5 * 1000 /* 5 seconds */ }; /* Set: use keepalive on fd */ alive = 1; if (setsockopt (fd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (const char *) &alive, sizeof alive) != 0) { log_warn ("Set keep alive error: %s.\n", strerror (errno)); return -1; } if (WSAIoctl (fd, SIO_KEEPALIVE_VALS, kavars, sizeof kavars, NULL, sizeof (int), &ret, NULL, NULL) != 0) { log_warn ("Set keep alive error: %s.\n", strerror (WSAGetLastError ())); return -1; } return 0; }
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