TCP的“非”可靠性

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了TCP的“非”可靠性相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

目录

网络中断造成对端无FIN包

操作 read

操作 write

系统崩溃造成对端无FIN包

操作 read

操作 write

对端有FIN包

通过write产生RST,read调用感知RST

向一个已经关闭的连接写,最终导致SIGPIPE

验证数据有效性

1)read、write调用返回值判断

2)设置read超时操作

3)超时处理

4)缓冲区处理


        应用层调用send函数后,数据被转发到内核的发送缓冲区中,由协议栈决定什么时候发。当数据发送给对端,对端会反馈ACK,本端的发送套接字缓冲区的相应数据可以删除。

        如果发送端没有获取到ACK,不知道对端有没有接收到数据。这种情况怎么处理呢?在应用层增加处理逻辑。

        从接收端角度,没有办法保证ACK过的数据可以被应用程序处理。因为数据需要从接收套接字缓冲区拷贝到应用层。如果数据已经存储在接收端的套接字缓冲区中,如果程序被崩溃,这部分数据就丢失了。

        数据建立连接后,一种通过read操作,一种是write操作,这个两个操作可以感知异常情况。

网络中断造成对端无FIN包

操作 read

        如果采用阻塞读操作,程序无法恢复。  解决方法,read操作设置超时

操作 write

        先发送了一段数据流,接下来阻塞在read上。TCP协议栈会不断尝试将发送缓冲区的数据发送出去,再多次失败后,阻塞read上的操作会反馈TIMEOUT的错误信息。

        如果此时程序执着地往这条链路上写数据,写操作会失败,并返回SIGPIPE信号给应用程序。

系统崩溃造成对端无FIN包

        如系统崩溃,没来得及发送FIN包。崩溃后系统重启,当重传的TCP分组到达重启的系统后,由于系统中没有该TCP分组对应的连接数据,系统会返回RST。

操作 read

        如果是阻塞的read调用,会立即反馈一个错误(Connection Reset)

操作 write

        如果是write操作,会立即失败,应用程序反馈SIGPIPE信号。

对端有FIN包

可能调用close或shutdown,

        可能是对端程序崩溃,操作系统内核代为清理所发出,阻塞的read操作在完成正常结束数据后,FIN包会通过返回EOF,这是内核做的事情。如果应用层不调用read,write 是无法感知的。

通过write产生RST,read调用感知RST

        read的返回值为0

向一个已经关闭的连接写,最终导致SIGPIPE

        服务器程序被杀死,操作系统会为这个套接字发送FIN包。客户端在收到FIN包后,没有read操作,会继续往这个套接字写入数据。TCP协议,连接是双向的,收到对方的FIN包意味着对方不会再发送任何数据。当数据到达服务器时,操作系统发现内核已经关闭了套接字,会再向客户端发出RST包。对于发送端而言,如果再写,会立即返回一个RST信息。

验证数据有效性

1)read、write调用返回值判断

        通过判断EOF,防范程序崩溃。如果服务端同时处理多个客户连接,一般调用shutdown关闭连接的一端

2)设置read超时操作

struct timeval tv;

tv.tv_sec=2;

tv.tv_usec = 0;

setsockopt(connfd,SOL_SOCKET,SO_RECVTIMEO,(const char *)&tv,sizeof tv);

while(1)

    int n=recv(connfd,buffer,sizeof(buffer),0);
    ...

3)超时处理

for (;;) 
    readmask = allreads;
    int rc = select(socket_fd + 1, &readmask, NULL, NULL, &tv);
    if (rc < 0) 
      error(1, errno, "select failed");
    
    if (rc == 0) 
      printf("read timeout\\n");
     ...
    
 ...   

select返回0 是超时

4)缓冲区处理

        接收数据的缓冲区要能容纳的下所接收的数据

        发送的数据内容与内容长度匹配,如果数据长度过长,接收端阻塞,等待数据到来。

        减少多次系统调用的开销,举例如下:

//验证收数据的特定字符,先用recv读取多个数据,再依次验证,而不是读一次验证一次
size_t readline(int fd, char *buffer, size_t length) 
    while (--length> 0) 
        if (nleft <= 0) 
            //一次读取过个
            int nread = recv(fd, read_buffer, sizeof(read_buffer), 0);
            //异常处理
            if (nread < 0) 

            
            if (nread == 0)
                return 0;

            buffer_pointer = read_buffer;
        
        c = *buffer_pointer++;
        //验证数据
        if (c == '\\n') 
            *buffer = '\\0';
            //反馈读取的数据
            return buffer - buf_first;
        
    
    return -1;

 参考


https://course.0voice.com/v1/course/intro?courseId=2&agentId=0


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以上是关于TCP的“非”可靠性的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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