TCP连接状态-如何判断一个TCP连接是否可用

时间:2024-03-17 14:49:43

 

在使用一个长连接的TCP时,如果TCP服务器端接收到TCP的客户端连接过来后,接着服务器端的TCP节点需要对这个客户端进行数据收发,收发时需要判断这个SOCKET是否可用用,判断方法有多种;

1.linux的5种方法,本人在使用modbus服务器端判断已经连接的设备或是gprs服务器对已经连接的GPRS设备判断,推荐使用方法2.

法一:

当recv()返回值小于等于0时,socket连接断开。但是还需要判断 errno是否等于 EINTR,如果errno == EINTR 则说明recv函数是由于程序接收到信号后返回的,socket连接还是正常的,不应close掉socket连接。

 

法二:

  struct tcp_info info; 
  int len=sizeof(info); 
  getsockopt(sock, IPPROTO_TCP, TCP_INFO, &info, (socklen_t *)&len); 
  if((info.tcpi_state==TCP_ESTABLISHED))  // 则说明未断开  else 断开

多种状态参考后面:

 

法三:

若使用了select等系统函数,若远端断开,则select返回1,recv返回0则断开。其他注意事项同法一。

 

法四:

int keepAlive = 1; // 开启keepalive属性
int keepIdle = 60; // 如该连接在60秒内没有任何数据往来,则进行探测 
int keepInterval = 5; // 探测时发包的时间间隔为5 秒
int keepCount = 3; // 探测尝试的次数.如果第1次探测包就收到响应了,则后2次的不再发.

setsockopt(rs, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (void *)&keepAlive, sizeof(keepAlive));
setsockopt(rs, SOL_TCP, TCP_KEEPIDLE, (void*)&keepIdle, sizeof(keepIdle));
setsockopt(rs, SOL_TCP, TCP_KEEPINTVL, (void *)&keepInterval, sizeof(keepInterval));
setsockopt(rs, SOL_TCP, TCP_KEEPCNT, (void *)&keepCount, sizeof(keepCount));

设置后,若断开,则在使用该socket读写时立即失败,并返回ETIMEDOUT错误

 

法五:

自己实现一个心跳检测,一定时间内未收到自定义的心跳包则标记为已断开。

 

 

 

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TCP状态介绍

CLOSED:表示初始状态。对服务端和C客户端双方都一样。
LISTEN:表示监听状态。服务端调用了listen函数,可以开始accept连接了。
SYN_SENT:表示客户端已经发送了SYN报文。当客户端调用connect函数发起连接时,首先发SYN给服务端,然后自己进入SYN_SENT状态,并等待服务端发送ACK+SYN。
SYN_RCVD:表示服务端收到客户端发送SYN报文。服务端收到这个报文后,进入SYN_RCVD状态,然后发送ACK+SYN给客户端。
ESTABLISHED:表示连接已经建立成功了。服务端发送完ACK+SYN后进入该状态,客户端收到ACK后也进入该状态。
FIN_WAIT_1:表示主动关闭连接。无论哪方调用close函数发送FIN报文都会进入这个这个状态。
FIN_WAIT_2:表示被动关闭方同意关闭连接。主动关闭连接方收到被动关闭方返回的ACK后,会进入该状态。
TIME_WAIT:表示收到对方的FIN报文并发送了ACK报文,就等2MSL后即可回到CLOSED状态了。如果FIN_WAIT_1状态下,收到对方同时带FIN标志和ACK标志的报文时,可以直接进入TIME_WAIT状态,而无须经过FIN_WAIT_2状态。
CLOSING:表示双方同时关闭连接。如果双方几乎同时调用close函数,那么会出现双方同时发送FIN报文的情况,此时就会出现CLOSING状态,表示双方都在关闭连接。
CLOSE_WAIT:表示被动关闭方等待关闭。当收到对方调用close函数发送的FIN报文时,回应对方ACK报文,此时进入CLOSE_WAIT状态。
LAST_ACK:表示被动关闭方发送FIN报文后,等待对方的ACK报文状态,当收到ACK后进入CLOSED状态。
 
特别提示的是:为什么TIME_WAIT状态还需要等待2MSL才能回到CLOSED状态?或者为什么TCP要引入TIME_WAIT状态?
《TCP/IP详解》中如此解释:当TCP执行一个主动关闭,并发回最后一个ACK后,该连接必须在TIME_WAIT状态停留的时间为2倍的MSL,这样可以让TCP再次发送最后的ACK以防止这个ACK丢失(另一端超时重发最后的FIN)。
附注:MSL(Maximum Segment Lifetime)即最大生存时间,RFC 793中指出MSL为2分钟,但是实现中的常用值为30秒、1分钟或者2分钟。

  

 

MSL是Maximum Segment Lifetime英文的缩写,中文可以译为“报文最大生存时间”,他是任何报文在网络上存在的最长时间,超过这个时间报文将被丢弃。因为tcp报文(segment)是ip数据报(datagram)的数据部分,具体称谓请参见《数据在网络各层中的称呼》一文,而ip头中有一个TTL域,TTL是time to live的缩写,中文可以译为“生存时间”,这个生存时间是由源主机设置初始值但不是存的具体时间,而是存储了一个ip数据报可以经过的最大路由数,每经过一个处理他的路由器此值就减1,当此值为0则数据报将被丢弃,同时发送ICMP报文通知源主机。RFC 793中规定MSL为2分钟,实际应用中常用的是30秒,1分钟和2分钟等。

2MSL即两倍的MSL,TCP的TIME_WAIT状态也称为2MSL等待状态,当TCP的一端发起主动关闭,在发出最后一个ACK包后,即第3次握手完成后发送了第四次握手的ACK包后就进入了TIME_WAIT状态,必须在此状态上停留两倍的MSL时间,等待2MSL时间主要目的是怕最后一个ACK包对方没收到,那么对方在超时后将重发第三次握手的FIN包,主动关闭端接到重发的FIN包后可以再发一个ACK应答包。在TIME_WAIT状态时两端的端口不能使用,要等到2MSL时间结束才可继续使用。当连接处于2MSL等待阶段时任何迟到的报文段都将被丢弃。不过在实际应用中可以通过设置SO_REUSEADDR选项达到不必等待2MSL时间结束再使用此端口。