开发笔记:重要的socket选项

下面两个系统调用专门用来读取和设置socket文件描述符属性的方法&＃xff1a;

int getsockopt(int sockfd, int level, int option_name, void* option_value, socklen_t* restrict option_len);
int setsockopt(int sockfd, int level, int option_name, const void* option_value, socklen_t restrict option_len);


level指定要操作那个协议的选项&＃xff08;即属性&＃xff09;&＃xff0c;比如IPV4、IIPV6、TCP等
option_name指定选项的名字
option_value、option_len指定被操作的值和长度

值得指出的是&＃xff0c;对服务器而言&＃xff0c;有部分socket选项只能在调用listen系统调用前针对监听socket设置才有效。这是因为连接socket只能由accept调用返回&＃xff0c;而accept从listen监听队列中接受的连接至少已经完成了TCP三次握手的前两个步骤&＃xff08;因为listen监听队列中的连接至少已进入SYN_RCVD状态&＃xff09;&＃xff0c;这说明服务器已经往被接受连接上发送了TCP同步报文段。但有的socket选项却应该在TCP同步报文段&＃xff08;置SYN标志位的报文段&＃xff09;中设置&＃xff0c;比如TCP最大报文段选项。对这种情况&＃xff0c;解决方案是&＃xff1a;对监听socket设置这些socket选项&＃xff0c;那么accept返回的连接socket将自动继承这些选项。

SO_REUSEADDR选项

服务器程序可以通过设置socket选项SO_REUSEADDR来强制使用被处于TIME_WAIT状态的连接占用socket地址

SO_RCVBUF和SO_SNDBUF选项

SO_RCVBUF和SO_SNDBUF分别表示接受缓冲区和发送缓冲区的大小。
不过当我们用setsockopt来设置TCP的接受缓冲区的发送缓冲区时&＃xff0c;系统都会将其值加倍&＃xff0c;并且不得小于某个系统默认的最小值。因为系统要确保一个TCP连接拥有足够的空闲缓冲区来处理拥塞&＃xff08;比如快速重传算法就希望TCP接收缓冲区能够容纳4个大小为SMSS的TCP报文段&＃xff09;
我们编写一对客户端和服务端程序&＃xff0c;分别修改TCP发送缓冲区和接受缓冲区的大小&＃xff1a;
修改TCP发送缓冲区的客户端程序&＃xff1a;set_send_buf.c

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define BUFFER_SIZE 512
int main(int argc, char* argv[]) {
if (argc <&＃61; 2) {
printf("usage: %s ip_address port_number send_buffer_size", basename(argv[0]));
return 1;
}
const char* ip &＃61; argv[1];
int port &＃61; atoi(argv[2]);
struct sockaddr_in server_address;
bzero(&server_address, sizeof(server_address));
server_address.sin_family &＃61; AF_INET;
inet_pton(AF_INET, ip, &server_address.sin_addr);
server_address.sin_port &＃61; htons(port);
int sock &＃61; socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
assert(sock >&＃61; 0);
int sendbuf &＃61; atoi(argv[3]);
int len &＃61; sizeof(sendbuf);
// 先设置TCP发送缓冲区的大小&＃xff0c;然后立即读取之
setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &sendbuf, sizeof(sendbuf));
// getsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &sendbuf, (struct socklen*)&len);
getsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &sendbuf, (socklen_t*)&len);
printf("the tcp send buffer size after setting is %d\\n", sendbuf);

if (connect(sock, (struct sockaddr*)&server_address, sizeof(server_address)) !&＃61; -1) {
char buffer[BUFFER_SIZE];
memset(&buffer, &＃39;\\0&＃39;, BUFFER_SIZE);
send(sock, &buffer, BUFFER_SIZE, 0);
}
close(sock);
return 0;
}


修改TCP接受缓冲区的服务端程序&＃xff1a;set_recv_buf.c

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define BUFFER_SIZE 1024
#define BACKLOG 5
int main(int argc, char* argv[]) {
if (argc <&＃61; 2) {
printf("usage: %s ip_address port_number recv_buffer_size", basename(argv[0]));
return 1;
}
const char* ip &＃61; argv[1];
int port &＃61; atoi(argv[2]);
struct sockaddr_in address;
bzero(&address, sizeof(address));
address.sin_family &＃61; AF_INET;
inet_pton(AF_INET, ip, &address.sin_addr);
address.sin_port &＃61; htons(port);
int sockfd &＃61; socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
assert(sockfd >&＃61; 0);
int recvbuf &＃61; atoi(argv[3]);
int len &＃61; sizeof(recvbuf);
// 先设置TCP接受缓冲区的大小&＃xff0c;然后立即读取
setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &recvbuf, sizeof(recvbuf));
getsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, &recvbuf, (socklen_t*)&len);
printf("the tcp recvive buffer size after setting is %d\\n", recvbuf);
int ret &＃61; bind(sockfd, (struct sockaddr*)&address, sizeof(address));
assert(ret !&＃61; -1);
ret &＃61; listen(sockfd, BACKLOG);
assert(ret !&＃61; -1);
struct sockaddr_in client;
socklen_t client_addrlength &＃61; sizeof(client);
// int connfd &＃61; accept(sockfd, &client, &client_addrlength);
int connfd &＃61; accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client, &client_addrlength);
if (connfd < 0) {
printf("errno is: %d\\n", errno);
} else {
char buffer[BUFFER_SIZE];
memset(buffer, &＃39;\\0&＃39;, sizeof(buffer));
while (recv(connfd, &buffer, BUFFER_SIZE - 1, 0) > 0) {}
close(connfd);
}
close(sockfd);
return 0;
}


我们将接收缓冲区大小设置为50&＃xff0c;将发送缓冲区大小设置为2000&＃xff0c;得到如下结果

他们都没有按照我所要求的50、2000设置&＃xff0c;应该是因为系统当前接收缓冲区最小值为2304&＃xff0c;发送缓冲区最小为4608.

接下来将接收缓冲区设置为1000、1152

依旧为2304
但如果设置为1153&＃xff0c;则

缓冲区设置为我所要求的两倍&＃xff0c;即2306。说明如果当我们的设置加倍后仍然小于系统要求的最小值&＃xff0c;则会采用系统要求的最小值&＃xff0c;否则为我所设置的乘2.

SO_RCVLOWAT和SO_SNDWAT选项

SO_RCVLOWAT和SO_SNDLOWAT选项分别表示TCP接收缓冲区和发送缓冲区的低水位标记。它们一般被IO复用系统调用用来判断socket是否可读或可写。当TCP接收缓冲区中可读数据的总数大于其低水位标记时&＃xff0c;I/O复用系统调用将通知应用程序可以从对应的socket.上读取数据&＃xff1b;当TCP发送缓冲区中的空闲空间&＃xff08;可以写入数据的空间&＃xff09;大于其低水位标记时&＃xff0c;I/O 复用系统调用将通知应用程序可以往对应的socke。上写人数据。默认情况下&＃xff0c;TCP接收缓冲区的低水位标记和TCP发送缓冲区的低水位标记均为1字节。

SO_LINGER选项

控制close系统调用在关闭TCP连接时的行为。