tcp断开_tcp disconnected

TCP状态转移要点
    TCP协议规定，对于已经建立的连接，网络双方要进行四次握手才能成功断开连接，如果缺少了其中某个步骤，将会使连接处于假死状态，连接本身占用的资源不 会被释放。网络服务器程序要同时管理大量连接，所以很有必要保证无用连接完全断开，否则大量僵死的连接会浪费许多服务器资源。在众多TCP状态中，最值得 注意的状态有两个：CLOSE_WAIT和TIME_WAIT。

1、LISTENING状态
　　FTP服务启动后首先处于侦听（LISTENING）状态。

2、ESTABLISHED状态
　　ESTABLISHED的意思是建立连接。表示两台机器正在通信。

3、CLOSE_WAIT

    对方主动关闭连接或者网络异常导致连接中断，这时我方的状态会变成CLOSE_WAIT 此时我方要调用close()来使得连接正确关闭

4、TIME_WAIT

    我方主动调用close()断开连接，收到对方确认后状态变为TIME_WAIT。TCP协议规定TIME_WAIT状态会一直持续2MSL(即两倍的分 段最大生存期)，以此来确保旧的连接状态不会对新连接产生影响。处于TIME_WAIT状态的连接占用的资源不会被内核释放，所以作为服务器，在可能的情 况下，尽量不要主动断开连接，以减少TIME_WAIT状态造成的资源浪费。

    目前有一种避免TIME_WAIT资源浪费的方法，就是关闭socket的LINGER选项。但这种做法是TCP协议不推荐使用的，在某些情况下这个操作 可能会带来错误。

 

 

 

 

在连接撤销过程中，有如下四个过程:   

     
                          
1.         HOST1上的应用程序关闭己方的连接导致TCP发送一个FIN消息给HOST2。
2.         HOST2发送一个确认消息给HOST1,并且HOST2把FIN作为EOF递交给HOST2上的应用程序。
3.         一段时间过后，HOST2上的应用程序关闭它那边的连接，引发一个FIN消息给HOST1。
4.         HOST1给HOST2发送一个确认消息，然后HOST2关闭连接并释放资源，然而，HOST1却没有关闭连接，而是进入了TIME_WAIT状态，并为 两个最大段生存时间(2MSL)保留在此状态.

为什么需要time_wait?
1.       因为在第四步的时候，HOST1发送的ACK可能丢失并导致HOST2重新发送FIN消息，TIME_WAIT维护连接状态.
       如果执行主动关闭的一方HOST1 不进入到TIME_WAIT状态就关闭连接那会发生什么呢？当重传的FIN消息到达时，因为TCP已经不再有连接的信息了，所以就用RST(重新启动)消 息应答，导致HOST2进入错误的状态而不是有序终止状态，如果发送最后ACK消息的一方处于TIME_WAIT状态并仍然记录着连接的信息，它就可以正 确的响应对等方HOST2的FIN消息了.
2.       TIME_WAIT为连接中”离群的段”提供从网络中消失的时间.
         考虑一下，如果延迟或者重传段在连接关闭后到达时会发生什么呢？通常情况下，因为TCP仅仅丢弃该数据并响应RST消息，所以这不会造成任何问题。当 RST消息到达发出延时段的主机时，因为该主机也没有记录连接的任何信息，所以它也丢弃该段。然而，如果两个相同主机之间又建立了一个具有相同端口号的新 连接，那么离群的段就可能被看成是新连接的，如果离群的段中数据的任何序列号恰恰在新连接的当前接收窗口中，数据就会被重新接收，其结果就是破坏新连接。

 

 

 

 

一、TCP连接关闭的几种方式：

1、“正常”关闭：调用close()关闭socket、没close但进程正常结束(当然这是不应该的做法)、进程core掉、在shell 命令行中kill掉进程，都可抽象成“正常”关闭。因为即使core掉，内核也会马上帮应用程序回收(close)socket文件描述符。

     “正常”关闭，默认情况下(非默认即设置Linger下面会介绍)，关闭端即客户端TCP层会发FIN包，对端即服务器TCP层收到后，回ACK，客户端 进入FIN_WAIT2状态。此时，TCP终止连接的4个分组中服务器应该发的第3个分组FIN包，其TCP层是不会主动发的，只有服务器端socket “正常”关闭，才会发出这个FIN包。至此，客户端进入TIME_WAIT状态。

2、“非”正常关闭：客户端崩溃了，此时肯定发不出FIN包了(当然啦，内核都没机会帮应用程序回收资源了)。这种情况，服务器端有如下两种情 况：

    A、服务器send数据，因为客户端已经崩溃，服务器收不到ACK自然会不停的重传。源自

        Berkeley的重传机制，重传8次，相对第一次传的15分钟后仍没收到ACK，则返回

        ETIMEDOUT或EHOSTUNREAC错误。如果服务器不理会这个错误，再次调用send，则

        立马返回Broken Pipe错误。    

       注：15分钟超时可以在 /proc/sys/net/ipv4/tcp_retries2 中修改

   B、 服务器不发任何数据了，那只有靠应用层心跳检测机制或Keepalive，来发觉TCP断连了。

二、SO_LINGER套接口选项

           A、l_onoff设置为0，这也是默认情况，函数close()是立即返回的，然后TCP连接双方是通过

                FIN、ACK4分组来终止TCP连接的。当然,发送缓冲区还有数据的话，系统将试着将这些数据

                发送到对方。

           B、l_onoff非0，l_linger设置0，函数close()立即返回，并发送RST终止连接，发送缓冲区的数据丢弃。

           C、l_onoff非0，l_linger非0，函数close()不立即返回,而是在(a)发送缓冲区数据发送完并得到确认

                 (b)l_linger延迟时间到,l_linger时间单位为微妙。两者之一成立时返回。如果在发送缓冲区数据发送

                完并被确认前延迟时间到的话，close返回EWOULDBLOCK(或EAGAIN)错误。

三、客户端TCP连接“正常”关闭，服务器的几种情况：

          情形 客户端l_onoff设置为0， 
“正常”关闭 客户端l_onoff非0，l_linger设置0,“正常”关闭 
服务器阻塞模式send，正阻塞在send函数未返回 客户端TCP发送FIN，服务器send函数返回成功(返回字节数是实际拷贝到发送缓冲区的字节数)。客户端发送RST。如果服务器再次调用send,将 返回errno[32]:Broken pipe 客户端TCP发送RST，服务器函数返回成功(返回字节数是实际拷贝到发送缓冲区的字节数)。若服务器再次调用send，则返回 -1，errno[104]:Connection reset by peer。若再次调用send，则返回-1，errno[32]:Broken pipe 
服务器空闲 客户端TCP发送FIN，若服务器没理会而调用send，客户端发送RST，send返回-1，errno[32]:Broken pipe 客户端TCP发送RST,若服务器没理会而调用send，send返回-1，errno[104]:Connection reset by peer。若再次调用send，则返回-1，errno[32]:Broken pipe

总之，1、收到对端RST后，仍然调入send()，则返回Connection reset by peer,再次调用send()，则返回Broken pipe

         2、收到对端FIN后，仍然调研哪个send(),直接返回Broken pipe

 

 

setsockopt 设置 SO_LINGER 选项

 

   此选项指定函数close对面向连接的协议如何操作（如TCP）。内核缺省close操作是立即返回，如果有数据残留在套接口缓冲区中则系统将试着将这些 数据发送给对方。

 

SO_LINGER选项用来改变此缺省设置。使用如下结构：

struct linger {

     int l_onoff; /* 0 = off, nozero = on */

     int l_linger; /* linger time */

};

 

有下列三种情况：

1、设置 l_onoff为0，则该选项关闭，l_linger的值被忽略，等于内核缺省情况，close调用会立即返回给调用者，如果可能将会传输任何未发送的数 据；

 

2、设置 l_onoff为非0，l_linger为0，则套接口关闭时TCP夭折连接，TCP将丢弃保留在套接口发送缓冲区中的任何数据并发送一个RST给对方， 而不是通常的四分组终止序列，这避免了TIME_WAIT状态；

 

3、设置 l_onoff 为非0，l_linger为非0，当套接口关闭时内核将拖延一段时间（由l_linger决定）。如果套接口缓冲区中仍残留数据，进程将处于睡眠状态，直 到（a）所有数据发送完且被对方确认，之后进行正常的终止序列（描述字访问计数为0）或（b）延迟时间到。此种情况下，应用程序检查close的返回值是 非常重要的，如果在数据发送完并被确认前时间到，close将返回EWOULDBLOCK错误且套接口发送缓冲区中的任何数据都丢失。close的成功返 回仅告诉我们发送的数据（和FIN）已由对方TCP确认，它并不能告诉我们对方应用进程是否已读了数据。如果套接口设为非阻塞的，它将不等待close完 成。

 

注释：l_linger的单位依赖于实现: 4.4BSD假设其单位是时钟滴答（百分之一秒），但Posix.1g规定单位为秒。

 

下面的代码是一个使用SO_LINGER选项的例子，使用30秒的超时时限：
#define TRUE     1
#define FALSE    0
int z; /* Status code
*/ int s;       /* Socket s */
struct linger so_linger;
...
so_linger.l_onoff = TRUE;
so_linger.l_linger = 30;
z = setsockopt(s,
    SOL_SOCKET,
    SO_LINGER,
    &so_linger,
    sizeof so_linger);
if ( z )
   perror("setsockopt(2)");

下面的例子显示了如何设置SO_LINGER的值来中止套接口s上的当前连接：
#define TRUE     1
#define FALSE    0
int z; /* Status code */
int s;       /* Socket s */
struct linger so_linger;
...
so_linger.l_onoff = TRUE;
so_linger.l_linger = 0;
z = setsockopt(s,
    SOL_SOCKET,
    SO_LINGER,
    &so_linger,
    sizeof so_linger);
if ( z )
    perror("setsockopt(2)");
    close(s); /* Abort connection */

在上面的这个例子中，当调用close函数时，套接口s会立即中止。中止的语义是通过将超 时值设置为0来实现的。

 

 

 

 

/********** WINDOWS **********/

 

/* 当连接中断时，需要延迟关闭(linger)以保证所有数据都被传输，所以需要打开SO_LINGER这个选项；  
 * //注：大致意思就是说SO_LINGER选项用来设置当调用closesocket时是否马上关闭socket； 
 * linger的结构在/usr/include/linux/socket.h中定义：//注：这个结构就是SetSocketOpt中的Data的数据 结构 
 *　 struct linger 
 *　 { 
 *　　 int l_onoff;　 /* Linger active */       //低字节，0和非0，用来表示是否延时关闭socket
 *　　 int l_linger; /* How long to linger */   //高字节,延时的时间数，单位为秒
 *　 }; 
 *　 如果l_onoff为0，则延迟关闭特性就被取消。

 *   如果非零，则允许套接口延迟关闭； l_linger字段则指明延迟关闭的时间 
 */

更具体的描述如下：
1、若设置了SO_LINGER（亦即linger结 构中的l_onoff域设为非零），并设置了零超时间隔，则closesocket()不被阻塞立即执行，不论是否有排队数据未发送或未被确认。这种关闭 方式称为“强制”或“失效”关闭，因为套接口的虚电路立即被复位，且丢失了未发送的数据。在远端的recv()调用将以WSAECONNRESET出错。

2、若设置了SO_LINGER并确定了非零的超时间隔，则closesocket()调 用阻塞进程，直到所剩数据发送完毕或超时。这种关闭称为“优雅”或“从容”关闭。请注意如果套接口置为非阻塞且SO_LINGER设为非零超时，则 closesocket()调用将以WSAEWOULDBLOCK错误返回。

3、若在一个流类套接口上设置了SO_DONTLINGER（也就是说将linger结构 的l_onoff域设为零），则closesocket()调用立即返回。但是，如果可能，排队的数据将在套接口关闭前发送。请注意，在这种情况下 WINDOWS套接口实现将在一段不确定的时间内保留套接口以及其他资源，这对于想用所以套接口的应用程序来说有一定影响。
 

SO_DONTLINGER 若为真，则SO_LINGER选项被禁止。
SO_LINGER 延迟关闭连接 struct linger上面这两个选项影响close行为；

     选项          间隔    关闭方式  等待关闭与否
  SO_DONTLINGER   不关心     优雅         否
  SO_LINGER        零        强制         否
  SO_LINGER       非零       优雅         是