Tcp断开连接
Postedon2010-08-1115:34kongkongzi阅读(1179)评论(0)编辑收藏引用所属分类:networkprogramming
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BrokenPipe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]:Brokenpipe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]:Connectionresetbypeer。若再次调用send，则返回-1，errno[32]:Brokenpipe
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]:Brokenpipe客户端TCP发送RST,若服务器没理会而调用send，send返回-1，errno[104]:Connectionresetbypeer。若再次调用send，则返回-1，errno[32]:Brokenpipe
总之，1、收到对端RST后，仍然调入send()，则返回Connectionresetbypeer,再次调用send()，则返回Brokenpipe
2、收到对端FIN后，仍然调研哪个send(),直接返回Brokenpipe
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