TCP 套接字可以注意到网络中断的异常吗？

Posted 2023-02-22

【中文标题】TCP 套接字可以注意到网络中断的异常吗？

【英文标题】：Can a TCP socket notice the exception of network broken?

【发布时间】：2015-08-25 04:40:16

【问题描述】：

我在 linux 上通过套接字与服务器建立了 tcp 链接。 并且我使用select()函数来监控是否有数据，如果有，我使用recv来获取数据。

现在我想知道网络是否损坏（例如电缆被移除）。 但是即使我监控异常也无法得到异常。

FD_SET( m_socket, &except_fds );

int result = select( m_socket + 1, &fds, 0, &except_fds, timeout == -1 ? 0 : &tv );

让我困惑的是android上有类似的实现（java.net.socket），如果我将手机设置为飞行模式，我可以立即捕获异常。

select() 实现平台是否特定？

总之，如果用这种方法可以监控断网？如果没有，有什么解决办法吗？

【参考方案1】：

TCP 协议的一般工作方式，错误是数据传输失败（不是ACK'd）。除非数据传输失败，否则没有错误。

因此，您可以使用setsockopt SO_KEEPALIVE 或定义一个简单的心跳协议定期发送小数据包以检测断开的连接。您还可以使用TCP_KEEPCNT、TCP_KEEPIDLE 和TCP_KEEPINTVL 覆盖keepalive 默认值。

【参考方案2】：

让我困惑的是android上有类似的实现（java.net.Socket），如果我将手机设置为飞行模式，我可以立即捕获异常。

不太相似。 java.net.Socket 不使用select()，除了在不支持SO_RCVTIMEO 的平台上的读取超时。

select() 是特定于实现平台的吗？

当然。

总之，如果用这种方法可以监控断网？

没有。

如果没有，有什么解决办法吗？

唯一能可靠地检测到断开的 TCP 连接的方法是尝试对其进行写入。最终，在考虑缓冲和重试后，write() 或 send() 和朋友将返回 -1 和 errno == ECONNRESET。

【参考方案3】：

您不需要做任何特别的事情。 TCP 连接的丢失，无论是由于另一端关闭它还是由于错误，都不是例外。您已经在等待套接字可读，如果连接关闭或出错，您的等待就结束了。当等待结束时，您的代码应该已经尝试从套接字读取，因此它应该已经检测到这种情况。

请注意，在大多数平台上，暂时失去连接不会关闭 TCP 连接。在临时连接丢失的情况下，这将非常烦人。事实上，在过去，有些系统具有长期 TCP 连接，但只有在活动时才具有网络连接。即使网络连接被故意禁用，连接仍然有效。此行为是设计使然。

检测 TCP 链接是否仍然可用的最可靠方法是在其上发送数据。如果链路的另一端无法确认数据，则发送最终将超时。 （你调用send函数可能已经返回成功，但是超时会触发错误，使socket可读，调用read函数时会报错。）

【讨论】：

连接失败的方式可能是除了读取超时之外读取永远不会注意到。

【参考方案4】：

如果您想检测网络状况的变化，您将需要使用特定的系统服务。

在低级别，您可以使用 udev 中的规则检测网络设备的热插拔或移除。更高的是像 NetworkManager 这样的服务，它将在 DBUS 上进行通信。您可以订阅它以获得网络变化的通知。

如果您不使用 NetworkManager，则取决于您的系统脚本。有些有 ifdown-post 和 ifdown-local。其他人具有您可以运行以响应 DHCP 事件的脚本，其中包括网络拔出。其他人可以运行一些程序来监控网络插头状态，例如 ifplug 或 ifplugd 或 netplugd。

如果您希望内核直接通知您而不是使用系统服务或守护程序，我认为您需要开始使用 netlink 协议来扫描可用的网络设备。

【参考方案5】：

您可能需要将套接字设置为使用保持活动状态，以便它能够检测连接是否已断开。您需要使用setsocketopt() 和SO_KEEPALIVE 作为第三个参数。尝试检查this。

【参考方案6】：

如果select 正在监视的任何文件描述符报告错误，select 将返回。

对于套接字，如果操作系统失去与本地链路层网络的连接，将报告错误。这意味着如果主机完全失去网络连接，select 将返回。当您的互联网电缆被拔掉或您的手机切换到飞行模式时，就会发生这种情况。

但是，如果远程路由器出现故障或远程主机消失，TCP 无法知道远程主机是否可访问。您不太可能收到错误，尤其是当您没有主动与远程主机通信时，因此在您的连接超时之前，您不会意识到任何问题。