这个知识点在写代码上,感觉还是挺重要的,打算总结一下吧。
打算从以下5个方面去总结。
一:TIME_WAIT状态是什么
首先,这个是TCP状态转换图里面的某个状态。这个可以参考unix网络编程。
从图中可以看出,在一个客户端与服务器通信的过程当中,主动关闭的一方会进入这个状态。
二:TIME_WAIT状态怎么出现的
好了,其实第一点已经说明了,这个状态是怎么出现的了,就是,主动关闭的一方会进入这个状态。
#include <stdio.h> #include <ctype.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <arpa/inet.h> #include <sys/socket.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <errno.h> #define SERV_PORT 9000 //本服务器要监听的端口号,一般1024以下的端口很多都是属于周知端口,所以我们一般采用1024之后的数字做端口号 int main(int argc, char *const *argv) { //这些演示代码的写法都是固定套路,一般都这么写 //服务器的socket套接字【文件描述符】 int listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); //创建服务器的socket,大家可以暂时不用管这里的参数是什么,知道这个函数大概做什么就行 struct sockaddr_in serv_addr; //服务器的地址结构体 memset(&serv_addr,0,sizeof(serv_addr)); //设置本服务器要监听的地址和端口,这样客户端才能连接到该地址和端口并发送数据 serv_addr.sin_family = AF_INET; //选择协议族为IPV4 serv_addr.sin_port = htons(SERV_PORT); //绑定我们自定义的端口号,客户端程序和我们服务器程序通讯时,就要往这个端口连接和传送数据 serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //监听本地所有的IP地址;INADDR_ANY表示的是一个服务器上所有的网卡(服务器可能不止一个网卡)多个本地ip地址都进行绑定端口号,进行侦听。 int result; result = bind(listenfd, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr));//绑定服务器地址结构体 if(result == -1) { char *perrorinfo = strerror(errno); printf("bind返回的值为%d,错误码为:%d,错误信息为:%s;\n",result,errno,perrorinfo); return -1; } result = listen(listenfd, 32); //参数2表示服务器可以积压的未处理完的连入请求总个数,客户端来一个未连入的请求,请求数+1,连入请求完成,c/s之间进入正常通讯后,请求数-1 if(result == -1) { char *perrorinfo = strerror(errno); printf("listen返回的值为%d,错误码为:%d,错误信息为:%s;\n",result,errno,perrorinfo); return -1; } int connfd; const char *pcontent = "I sent sth to client!\n"; //指向常量字符串区的指针 for(;;) { //卡在这里,等客户单连接,客户端连入后,该函数走下去【注意这里返回的是一个新的socket——connfd,后续本服务器就用connfd和客户端之间收发数据,而原有的lisenfd依旧用于继续监听其他连接】 connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)NULL, NULL); //发送数据包给客户端 write(connfd,pcontent,strlen(pcontent)); //注意第一个参数是accept返回的connfd套接字 printf("本服务器给客户端发送了一串字符~~~~~~~~~~~!\n"); //只给客户端发送一个信息,然后直接关闭套接字连接; close(connfd); } //end for close(listenfd); //实际本简单范例走不到这里,这句暂时看起来没啥用 return 0; }
使用以上程序作为服务端,然后用telnet作为客户端,发起连接,这个时候,根据程序说明,会马上关闭这个连接,然后,我们用netstat命令观察可以看到除了有一个端口处于监听状态意外,还有的就是出现了TIME_WAIT这个状态了。
三:TIME_WAIT状态出现了有什么影响
感觉第二点出现的情况,如果我们马上关闭这个服务端程序,然后又重新启动,这个时候你会发现这个程序启动失败失败的原因是bind error了,提示地址已复用,也就是同一个地址和端口只能同时绑定一次。我们试想,如果在服务端处理大量连接的时候,某个时候,服务端挂掉了,这个时候由于TIME_WAIT状态的存在,导致程序运行不起来,那不坏菜了,服务端还怎么提供服务??
四:为什么要有TIME_WAIT状态
我们再来谈谈为什么需要这个状态?什么,居然要有这个状态??第三点不是说有这个状态会有不好的情况吗?当然,先别急,既然这个状态的出现就有他出现的道理,对于第三点出现时会有一些影响,当然,我们也是可以避免的,我们在第五点去谈这个问题。
为什么要有这个状态,参考了unix网络编程当中谈到的两点。
一::可靠地实现TCP全双工的终止。
在这里插入代码片
二:允许老的重复的TCP数据包在网络中消逝(丢弃)。
在这里插入代码片
五:如何避免TIME_WAIT状态
使用套接字选项可以避免这个状态的产生,从而可以让服务端程序在出现异常时可以快速的重启,恢复运行。
setsockopt,这个函数一般位于socket与bind之间,如果想探讨为什么一般位于这两个函数之间的,可以网上搜索。
#include <stdio.h> #include <ctype.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <arpa/inet.h> #include <sys/socket.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <errno.h> #define SERV_PORT 9000 //本服务器要监听的端口号,一般1024以下的端口很多都是属于周知端口,所以我们一般采用1024之后的数字做端口号 int main(int argc, char *const *argv) { //这些演示代码的写法都是固定套路,一般都这么写 //服务器的socket套接字【文件描述符】 int listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); //创建服务器的socket,大家可以暂时不用管这里的参数是什么,知道这个函数大概做什么就行 struct sockaddr_in serv_addr; //服务器的地址结构体 memset(&serv_addr,0,sizeof(serv_addr)); //设置本服务器要监听的地址和端口,这样客户端才能连接到该地址和端口并发送数据 serv_addr.sin_family = AF_INET; //选择协议族为IPV4 serv_addr.sin_port = htons(SERV_PORT); //绑定我们自定义的端口号,客户端程序和我们服务器程序通讯时,就要往这个端口连接和传送数据 serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //监听本地所有的IP地址;INADDR_ANY表示的是一个服务器上所有的网卡(服务器可能不止一个网卡)多个本地ip地址都进行绑定端口号,进行侦听。 //setsockopt():设置一些套接字参数选项; //参数2:是表示级别,和参数3配套使用,也就是说,参数3如果确定了,参数2就确定了; //参数3:允许重用本地地址 int reuseaddr=1; //开启 if(setsockopt(listenfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR, (const void *) &reuseaddr,sizeof(reuseaddr)) == -1) { char *perrorinfo = strerror(errno); printf("setsockopt(SO_REUSEADDR)返回值为%d,错误码为:%d,错误信息为:%s;\n",-1,errno,perrorinfo); } int result; result = bind(listenfd, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr));//绑定服务器地址结构体 if(result == -1) { char *perrorinfo = strerror(errno); printf("bind返回的值为%d,错误码为:%d,错误信息为:%s;\n",result,errno,perrorinfo); return -1; } result = listen(listenfd, 32); //参数2表示服务器可以积压的未处理完的连入请求总个数,客户端来一个未连入的请求,请求数+1,连入请求完成,c/s之间进入正常通讯后,请求数-1 if(result == -1) { char *perrorinfo = strerror(errno); printf("listen返回的值为%d,错误码为:%d,错误信息为:%s;\n",result,errno,perrorinfo); return -1; } int connfd; const char *pcontent = "I sent sth to client!\n"; //指向常量字符串区的指针 for(;;) { //卡在这里,等客户单连接,客户端连入后,该函数走下去【注意这里返回的是一个新的socket——connfd,后续本服务器就用connfd和客户端之间收发数据,而原有的lisenfd依旧用于继续监听其他连接】 connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)NULL, NULL); //发送数据包给客户端 write(connfd,pcontent,strlen(pcontent)); //注意第一个参数是accept返回的connfd套接字 printf("本服务器给客户端发送了一串字符~~~~~~~~~~~!\n"); //只给客户端发送一个信息,然后直接关闭套接字连接; close(connfd); } //end for close(listenfd); //实际本简单范例走不到这里,这句暂时看起来没啥用 return 0; }
可以使用以上程序配合telnet进行测试。