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TCP，即传输控制协议，recv函数挂起尽管开启了KEEPALIVE。

c++linuxsocketstcpnetwork-programming
5
TCP keepalive（带有较短的超时时间）是否会防止客户端在服务器死亡后在recv上挂起？
场景：
服务器和客户端在不同的机器上运行：
1.客户端通过TCP连接到服务器，并使用KEEPALIVE选项。 2.客户端发送“Hello server”并等待响应。 3.服务器接收“Hello server”并回复“Hello client”。 4.客户端接收响应，睡眠10秒钟，然后重复步骤2-4（现在跳过步骤1 - 连接已保留）。 5.在客户端休眠期间，服务器被拔掉了，现在： 6.客户端醒来 7.发送“Hello server”并等待响应 8.20分钟后，recv放弃了 - 我原以为KEEPALIVE会在45秒后打破recv函数 设置KEEPALIVE选项：
void TCPclient::setkeepalive()
{
   int optval;
   socklen_t optlen = sizeof(optval);

   /* Check the status for the keepalive option */
   if(getsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &optval, &optlen) < 0) {
        throw std::string("getsockopt");
   }

   optval = 1;
   optlen = sizeof(optval);
   if(setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &optval, optlen) < 0) {
      close(s);
      exit(EXIT_FAILURE);
   }

    optval = 2;
    if (setsockopt(sock, SOL_TCP, TCP_KEEPCNT, &optval, optlen) < 0) {
        throw std::string("setsockopt");
    }

    optval = 15;
    if (setsockopt(sock, SOL_TCP, TCP_KEEPIDLE, &optval, optlen) < 0) {
        throw std::string("setsockopt");
    }

    optval = 15;
    if (setsockopt(sock, SOL_TCP, TCP_KEEPINTVL, &optval, optlen) < 0) {
        throw std::string("setsockopt");
    }   
}

linux 3.2.0-84-generic

我期望有 45 秒的时间：在发送任何探测包之前等待 15 秒，然后每隔 15 秒发送两个探测包，以及一个探测轮回间隔（TCP_KEEPINTVL），以确保回复的第二个探测包不仅仅是被延迟了。 - Some programmer dude
1
当 recv "放弃" 时，你会得到什么错误？ - Some programmer dude
1
我的意思是，当recv失败时，errno的值是多少？使用例如strerror来获取可打印的字符串。 - Some programmer dude
1
strerror是：连接超时 - Michal
好的，那就是“ETIMEDOUT”了...但我认为这可能是由于重传尝试和超时引起的，而不是“SO_KEEPALIVE”选项。我想保持活动探测只有在通信中没有其他错误，如重传尝试时才会发送。 - Some programmer dude
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2个回答
6

当线路空闲了15秒钟后，Keepalive会变为活跃状态。在您的情况下，Keepalive启动超时时间为15秒，睡眠时间为10秒，这意味着在服务器被关闭后，“Hello server”将是下一个要发送的命令。

您的Linux将尝试多次重新传输消息。但是，Keepalive仍不会被触发。当重试次数达到限制时，连接将在10-30分钟后断开。

你能提供任何证实你答案的资源吗？ - Michal
这是正确的响应。我运行了一个测试，并使用tcpdump进行了捕获。我将它复制到了我的响应中。 - rodolk
@MichalWegorek 这个答案是正确的。保持连接会触发重试和重试超时，就像任何其他数据传输一样。没有任何地方说保持连接间隔等于超时间隔，或者一个故障会触发超时。 - user207421
0

@MMA的回答是正确的。 我写了一个类似的客户端，在写入之前等待20秒。一旦客户端唤醒并发送消息，保持活动状态发送的ACK消息不再发送（连接不再空闲）。

在15次重试后（在/proc/sys/net/ipv4中配置tcp_retries2），发送tcp段，其中超时呈指数增长，直到达到约2分钟（在我的情况下），连接设置为错误，并且挂起的读取或接收返回ETIMEDOUT（errno 110）。在我的情况下，这需要大约15分钟。这个时间取决于RTO。查看TCPDUMP，三向握手后有两个ACK，然后有15条带有数据和推送标志的消息。

tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on p2p1, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 65535 bytes
01:16:45.296179 IP 192.168.2.100.60895 > ec2-52-7-150-140.compute-1.amazonaws.com.10221: Flags [S], seq 515423022, win 14600, options [mss 1460,sackOK,TS val 19212623 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
E..<.a@.@......d4.....'...........9............
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01:16:45.477983 IP ec2-52-7-150-140.compute-1.amazonaws.com.10221 > 192.168.2.100.60895: Flags [S.], seq 3672727778, ack 515423023, win 26847, options [mss 1436,sackOK,TS val 114765522 ecr 19212623,nop,wscale 7], length 0
E..<..@.-...4......d'.....`..../..h............
.....%)O....
01:16:45.478046 IP 192.168.2.100.60895 > ec2-52-7-150-140.compute-1.amazonaws.com.10221: Flags [.], ack 1, win 115, options [nop,nop,TS val 19212805 ecr 114765522], length 0
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01:17:00.512812 IP 192.168.2.100.60895 > ec2-52-7-150-140.compute-1.amazonaws.com.10221: Flags [.], ack 1, win 115, options [nop,nop,TS val 19227840 ecr 114765522], length 0
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01:17:00.731160 IP ec2-52-7-150-140.compute-1.amazonaws.com.10221 > 192.168.2.100.60895: Flags [.], ack 1, win 210, options [nop,nop,TS val 114769336 ecr 19212805], length 0
E..4N.@.-.r.4......d'.....`..../....M......
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01:17:05.478933 IP 192.168.2.100.60895 > ec2-52-7-150-140.compute-1.amazonaws.com.10221: Flags [P.], seq 1:15, ack 1, win 115, options [nop,nop,TS val 19232806 ecr 114769336], length 14
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01:17:06.027768 IP 192.168.2.100.60895 > ec2-52-7-150-140.compute-1.amazonaws.com.10221: Flags [P.], seq 1:15, ack 1, win 115, options [nop,nop,TS val 19233354 ecr 114769336], length 14
E..B.e@.@......d4.....'..../..`....s.......
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01:17:07.120879 IP 192.168.2.100.60895 > ec2-52-7-150-140.compute-1.amazonaws.com.10221: Flags [P.], seq 1:15, ack 1, win 115, options [nop,nop,TS val 19234448 ecr 114769336], length 14
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01:17:09.312833 IP 192.168.2.100.60895 > ec2-52-7-150-140.compute-1.amazonaws.com.10221: Flags [P.], seq 1:15, ack 1, win 115, options [nop,nop,TS val 19236640 ecr 114769336], length 14
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01:17:13.697663 IP 192.168.2.100.60895 > ec2-52-7-150-140.compute-1.amazonaws.com.10221: Flags [P.], seq 1:15, ack 1, win 115, options [nop,nop,TS val 19241024 ecr 114769336], length 14
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01:17:22.466187 IP 192.168.2.100.60895 > ec2-52-7-150-140.compute-1.amazonaws.com.10221: Flags [P.], seq 1:15, ack 1, win 115, options [nop,nop,TS val 19249793 ecr 114769336], length 14
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01:17:40.001653 IP 192.168.2.100.60895 > ec2-52-7-150-140.compute-1.amazonaws.com.10221: Flags [P.], seq 1:15, ack 1, win 115, options [nop,nop,TS val 19267328 ecr 114769336], length 14
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01:18:15.074493 IP 192.168.2.100.60895 > ec2-52-7-150-140.compute-1.amazonaws.com.10221: Flags [P.], seq 1:15, ack 1, win 115, options [nop,nop,TS val 19302401 ecr 114769336], length 14
E..B.k@.@......d4.....'..../..`....s.......
.&....=.Hello Word :).
01:19:25.217799 IP 192.168.2.100.60895 > ec2-52-7-150-140.compute-1.amazonaws.com.10221: Flags [P.], seq 1:15, ack 1, win 115, options [nop,nop,TS val 19372545 ecr 114769336], length 14
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.'....=.Hello Word :).
01:21:25.537775 IP 192.168.2.100.60895 > ec2-52-7-150-140.compute-1.amazonaws.com.10221: Flags [P.], seq 1:15, ack 1, win 115, options [nop,nop,TS val 19492864 ecr 114769336], length 14
E..B.m@.@......d4.....'..../..`....s.......
.)p...=.Hello Word :).
01:23:25.856854 IP 192.168.2.100.60895 > ec2-52-7-150-140.compute-1.amazonaws.com.10221: Flags [P.], seq 1:15, 69336], length 14
E..B.n@.@......d4.....'..../..`....s.......
.+F...=.Hello Word :).
01:25:26.176894 IP 192.168.2.100.60895 > ec2-52-7-150-140.compute-1.amazonaws.com.10221: Flags [P.], seq 1:15, 69336], length 14
E..B.o@.@......d4.....'..../..`....s.......
.-....=.Hello Word :).
01:27:26.497691 IP 192.168.2.100.60895 > ec2-52-7-150-140.compute-1.amazonaws.com.10221: Flags [P.], seq 1:15, 69336], length 14
E..B.p@.@......d4.....'..../..`....s.......
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01:29:26.816905 IP 192.168.2.100.60895 > ec2-52-7-150-140.compute-1.amazonaws.com.10221: Flags [P.], seq 1:15, 69336], length 14
E..B.q@.@......d4.....'..../..`....s.......
.0....=.Hello Word :).
01:31:27.137013 IP 192.168.2.100.60895 > ec2-52-7-150-140.compute-1.amazonaws.com.10221: Flags [P.], seq 1:15, ack 1, win 115, options [nop,nop,TS val 20094464 ecr 114769336], length 14
E..B.r@.@......d4.....'..../..`....s.......
.2....=.Hello Word :).

我使用的客户端代码：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#include <net/if.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdio.h>


#include <sys/socket.h>
#include <stdlib.h>
#include <netinet/tcp.h>


#define DEST_PORT 10221
#define ADDRLEN INET_ADDRSTRLEN


int main(int argc, char** argv)
{
    int sock;
    int bytesWritten;
    struct sockaddr_in their_addr;
    char buffer[] = "Hello Word :)";
    char addrstr[ADDRLEN + 1];

    if (argc != 2)
    {
       printf("ERROR - Number of args\n");
       return 10;
    }

    strncpy(addrstr, argv[1], ADDRLEN);

    bzero(&their_addr, sizeof(their_addr));
    their_addr.sin_family = AF_INET;
    their_addr.sin_port = htons(DEST_PORT);

    if (inet_pton(AF_INET, addrstr,(void *)&their_addr.sin_addr) != 1)
    {
        printf("ERROR - Converting Address: %d\n", errno);
        return 2;
    }

    if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
    {
        printf("ERROR - Socket could not be open: %d\n", errno);
        return 1;
    }

//// Copied option setting
   int optval;
   socklen_t optlen = sizeof(optval);

   /* Check the status for the keepalive option */
   if(getsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &optval, &optlen) < 0) {
        printf("ERROR - SOL_SOCKET: %d\n", errno);
        return 19;
   }

   optval = 1;
   optlen = sizeof(optval);
   if(setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &optval, optlen) < 0) {
        printf("ERROR - SOL_SOCKET-2: %d\n", errno);
        return 20;
   }

    optval = 2;
    if (setsockopt(sock, SOL_TCP, TCP_KEEPCNT, &optval, optlen) < 0) {
        printf("ERROR - SOL_TCP: %d\n", errno);
        return 21;
    }

    optval = 15;
    if (setsockopt(sock, SOL_TCP, TCP_KEEPIDLE, &optval, optlen) < 0) {
        printf("ERROR - SOL_TCP-2: %d\n", errno);
        return 22;
    }

    optval = 15;
    if (setsockopt(sock, SOL_TCP, TCP_KEEPINTVL, &optval, optlen) < 0) {
        printf("ERROR - SOL_TCP-3: %d\n", errno);
        return 23;
    }   
/////
    if (connect(sock, (const struct sockaddr *)&their_addr, 
                (socklen_t)sizeof(their_addr)) == -1)
    {
        printf("ERROR - Could not connect to destination: %d\n", errno);
        return 3;
    }

/// Sleep 20 seconds    
    sleep(20);
    printf("About to write\n");

    if ((bytesWritten = write(sock, (const void *)buffer, sizeof(buffer))) == -1)
    {
        printf("ERROR - Sending message: %d\n", errno);
        return 4;
    }

    printf("Message Sent to Address %s, Port: %d\n\n", addrstr, DEST_PORT);

    int bytesRead;

    if ((bytesRead = read(sock, buffer, sizeof(buffer))) == -1)
    {
        printf("ERROR - Sending message: %d\n", errno);
        return 4;
    }

    close(sock);

    return 0;
}

我在AWS上托管的服务器上运行了这个测试。模拟在不通知客户端的情况下删除服务器的方法是：我将一个公共（弹性）IP与服务器关联，然后在三次握手之后立即取消关联。我不能粘贴服务器代码，但这里并不相关。

请注意，在此示例中，由于发送消息而停止了keepalive。

当然 - 我也遇到了同样的问题。问题是：在接收（recv）正在进行时，keepalive是否被禁用？ 请粘贴支持您答案的来源链接。实验表明这是正确的，但我对keepalive的理解是不同的。 - Michal
@MichalWegorek，接收数据并不会禁用Keepalive，它只是在连接不再空闲时停止。在这种情况下，由于写操作发送了数据，Keepalive停止了。如果客户端没有写入数据，Keepalive就不会被停止。 - rodolk
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原文链接