产生RST的三个条件:
1. 目的地为某端口的SYN到达,然而该端口上没有正在监听的服务器;
2. TCP想取消一个已有的连接;
3. TCP接收到一个根本不存在的连接上的分节;
现在模拟上面的三种情况:
client:
struct sockaddr_in serverAdd; bzero(&serverAdd, sizeof(serverAdd)); serverAdd.sin_family = AF_INET; serverAdd.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERV_ADDR); serverAdd.sin_port = htons(SERV_PORT); int connfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); int connResult = connect(connfd, (struct sockaddr *)&serverAdd, sizeof(serverAdd)); if (connResult < 0) { printf("连接失败\n"); close(connfd); return; } ssize_t writeLen; char sendMsg[5000] = {0}; unsigned long long totalSize = 0; while (1) { writeLen = write(connfd, sendMsg, sizeof(sendMsg)); if (writeLen < 0) { printf("发送失败 errno = \n",errno); return; } else { totalSize += writeLen; printf("发送成功 totalSize = %zd\n",totalSize); } }
server:
#define SERV_PORT 8000 int main(int argc, const char * argv[]) { struct sockaddr_in serverAdd; struct sockaddr_in clientAdd; bzero(&serverAdd, sizeof(serverAdd)); serverAdd.sin_family = AF_INET; serverAdd.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); serverAdd.sin_port = htons(SERV_PORT); socklen_t clientAddrLen; int listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); int yes = 1; setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (void *)&yes, sizeof(yes)); if (listenfd < 0) { printf("创建socket失败\n"); return -1; } int bindResult = bind(listenfd, (struct sockaddr *)&serverAdd, sizeof(serverAdd)); if (bindResult < 0) { printf("绑定端口失败\n"); close(listenfd); return -1; } listen(listenfd, 20); int connfd; unsigned char recvMsg[246988]; unsigned long long totalSize = 0; clientAddrLen = sizeof(clientAdd); connfd = accept(listenfd,(struct sockaddr *)&clientAdd,&clientAddrLen); if (connfd < 0) { printf("连接失败\n"); return -1; } else{ // 这里我们用于测试,只接收一个连接 close(listenfd); } close(connfd); return 0; }
情况一:
不运行服务端,直接运行客户端程序:
客户端打印信息:
连接失败
用抓包工具抓包:
可以看到客户端通过connect方法发起三次握手,发送完第一个SYN分节以后,收到来自服务端的RST分节;
情况二:
运行服务端,再运行客户端程序:
客户端打印信息:
发送成功 totalSize = 5000
发送成功 totalSize = 10000
发送成功 totalSize = 15000
... ...
发送成功 totalSize = 125000
发送成功 totalSize = 130000
(lldb)
可以看到客户端发送第130001-135000个字节的时候程序在write方法处崩溃,是因为TCP套接字发送缓冲区的大小为131768字节,在发送前130000个字节的时候发送缓冲区还未满,因此write方法返回成功,接着继续发送
用抓包工具抓包:
假设server和client 已经建立了连接,server调用了close, 发送FIN 段给client,此时server不能再通过socket发送和接收数据,此时client调用read,如果接收到FIN 段会返回0,但client此时还是可以write 给server的,write调用只负责把数据交给TCP发送缓冲区就可以成功返回了,所以不会出错,而server收到数据后应答一个RST段,表示服务器已经不能接收数据,连接重置,client收到RST段后无法立刻通知应用层,只把这个状态保存在TCP协议层。如果client再次调用write发数据给server,由于TCP协议层已经处于RST状态了,因此不会将数据发出,而是发一个SIGPIPE信号给应用层,SIGPIPE信号的缺省处理动作是终止程序。
当一个进程向某个已收到RST的套接字执行写操作时,(此时写操作返回EPIPE错误)内核向该进程发送一个SIGPIPE信号,该信号的默认行为是终止进程,因此进程必须捕获它以免不情愿地被终止;
继续修改客户端程序如下,服务端不变:
struct sockaddr_in serverAdd; bzero(&serverAdd, sizeof(serverAdd)); serverAdd.sin_family = AF_INET; serverAdd.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERV_ADDR); serverAdd.sin_port = htons(SERV_PORT); int connfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); int connResult = connect(connfd, (struct sockaddr *)&serverAdd, sizeof(serverAdd)); if (connResult < 0) { printf("连接失败\n"); close(connfd); return; } ssize_t writeLen; ssize_t readLen; char recvMsg[65535]; char sendMsg[5000] = {0}; unsigned long long totalSize = 0; while (1) { writeLen = write(connfd, sendMsg, sizeof(sendMsg)); if (writeLen < 0) { printf("发送失败 errno = %d\n",errno); return; } else { totalSize += writeLen; printf("发送成功 totalSize = %zd\n",totalSize); } sleep(1); readLen = read(connfd, recvMsg, sizeof(recvMsg)); if (readLen < 0) { printf("读取失败 errno = %d\n",errno); return; } else { printf("readLen:%ld\n",readLen); } }
客户端向服务端写5000字节以后先休眠一秒是为了将数据发送出去,确认TCP协议层已收到服务端响应的RST分节,然后再进行读操作,此时read返回-1.而不再是0;
先运行服务端,再运行客户端,客户端打印信息如下:
发送成功 totalSize = 5000
读取失败 errno = 54
#defineECONNRESET
54/* Connection reset by peer */
当一个进程向某个已收到RST的套接字执行读操作时,(此时读操作返回ECONNRESET错误)
抓包信息如下:
上述情况会引发一个问题:服务器主机进程终止或者崩溃后重启,客户端在不write的情况下不会知道,read会返回ECONNRESET错误或者超时;
解决方法用select:
1. 如果对端TCP发送一个FIN(对端进程终止),那么该套接字变为可读,并且read返回0;
2. 如果对端TCP发送一个RST(对端主机崩溃并重新启动),那么该套接字变为可读,并且read返回-1,而errno中含有确切的错误码;
这个问题在select详解中讲述
情况三:
修改客户端程序如下,服务端不变;
运行服务端,再运行客户端程序,客户端打印连接成功,if语句开头会休眠20秒,(服务端程序里面,接收一个连接以后就close套接字然后立马退出程序了)在这期间内再次打开服务端,等待客户端的读取数据的分节到达,然后返回一个RST分节给客户端,是因为TCP接收到一个根本不存在的连接上的分节;服务器主机崩溃后重启:它的TCP丢失了崩溃前的所有连接信息,因此服务器TCP对于所有收到的来自客户的数据分节响应一个RST;
struct sockaddr_in serverAdd; bzero(&serverAdd, sizeof(serverAdd)); serverAdd.sin_family = AF_INET; serverAdd.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERV_ADDR); serverAdd.sin_port = htons(SERV_PORT); int connfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); int connResult = connect(connfd, (struct sockaddr *)&serverAdd, sizeof(serverAdd)); if (connResult < 0) { printf("连接失败\n"); close(connfd); return; } else { printf("连接成功\n"); } ssize_t writeLen; char sendMsg[5000] = {0}; unsigned long long totalSize = 0; if (1) { sleep(20); writeLen = write(connfd, sendMsg, sizeof(sendMsg)); if (writeLen < 0) { printf("发送失败 errno = %d\n",errno); return; } else { totalSize += writeLen; printf("发送成功 totalSize = %zd\n",totalSize); } }
抓包信息如下:
参考:
《UNIX Network ProgrammingVolume 1, Third Edition: TheSockets Networking API》