套接字选项SO_KEEPALIVE

本文介绍了套接字选项SO_KEEPALIVE的功能及其在服务端和客户端的应用方式,并通过示例代码展示了如何设置该选项来实现保活机制,同时给出了使用tcpdump观察保活分组的示例。

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              套接字选项SO_KEEPALIVE是保活套接字,它会在规定的时间内给对端发送探测分节,用tcpdump抓包可以看到。这个规定的时间就是net.ipv4.tcp_keepalive_time,在系统中可以动态的设置它,它的默认值是7200s。SO_KEEPLIVE选项由setsockopt函数进行设置。

服务端:

 

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#include <errno.h>
#include <malloc.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdarg.h>
#include <fcntl.h>
#include <time.h>

int main()
{
    int sockSrv = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    struct sockaddr_in addrSrv;
    addrSrv.sin_family = AF_INET;
    addrSrv.sin_addr.s_addr =htonl(INADDR_ANY);
    addrSrv.sin_port = htons(8888);

    bind(sockSrv, (const struct sockaddr *)&addrSrv, sizeof(struct sockaddr_in));
    listen(sockSrv, 5);

    sockaddr_in addrClient;
    socklen_t len=sizeof(addrClient);

    int sockConn = accept(sockSrv, (struct sockaddr *)&addrClient, &len);
    int keepAlive=1;
    setsockopt(sockConn,SOL_SOCKET,SO_KEEPALIVE,(void *)&keepAlive,sizeof(keepAlive));

    getchar();
    close(sockConn);
    close(sockSrv);

    return 0;
}

客户端:

 

 

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#include <errno.h>
#include <malloc.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdarg.h>
#include <fcntl.h>
#include <error.h>

int main()
{
     int ret=0;
     int sockClient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

     struct sockaddr_in addrSrv;
     addrSrv.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");
     addrSrv.sin_family = AF_INET;
     addrSrv.sin_port = htons(8888);
     ret=connect(sockClient, ( const struct sockaddr *)&addrSrv, sizeof(struct sockaddr_in));

     getchar();
     close(sockClient);

     return 0;
}

 

tcpdump抓包结果:

 

[root@localhost mapan]# tcpdump -iany port 8888 -nlps0
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on any, link-type LINUX_SLL (Linux cooked), capture size 65535 bytes
13:57:50.484437 IP 127.0.0.1.40596 > 127.0.0.1.ddi-tcp-1: Flags [S], seq 2495400572, win 65495, options [mss 65495,sackOK,TS val 3129736193 ecr 0,nop,wscale 7], length 0
13:57:50.484453 IP 127.0.0.1.ddi-tcp-1 > 127.0.0.1.40596: Flags [S.], seq 1098484178, ack 2495400573, win 65483, options [mss 65495,sackOK,TS val 3129736193 ecr 3129736193,nop,wscale 7], length 0
13:57:50.484471 IP 127.0.0.1.40596 > 127.0.0.1.ddi-tcp-1: Flags [.], ack 1, win 512, options [nop,nop,TS val 3129736193 ecr 3129736193], length 0
13:59:50.483791 IP 127.0.0.1.ddi-tcp-1 > 127.0.0.1.40596: Flags [.], ack 1, win 512, options [nop,nop,TS val 3129856193 ecr 3129736193], length 0
13:59:50.483802 IP 127.0.0.1.40596 > 127.0.0.1.ddi-tcp-1: Flags [.], ack 1, win 512, options [nop,nop,TS val 3129856193 ecr 3129736193], length 0
14:01:50.483787 IP 127.0.0.1.ddi-tcp-1 > 127.0.0.1.40596: Flags [.], ack 1, win 512, options [nop,nop,TS val 3129976193 ecr 3129856193], length 0
14:01:50.483798 IP 127.0.0.1.40596 > 127.0.0.1.ddi-tcp-1: Flags [.], ack 1, win 512, options [nop,nop,TS val 3129976193 ecr 3129736193], length 0

 

服务端每2分钟会发送一个探测分节给客户端,客户端以相应的ACK回应,标明客户端一切正常。

 

 

 

 

 

 

 

### 配置和使用 SO_KEEPALIVE 套接字选项 为了启用 `SO_KEEPALIVE` 选项并配置其行为,可以通过调用 `setsockopt()` 函数来完成。此函数允许设置或获取套接字的各种选项。 #### 启用 SO_KEEPALIVE 选项 要激活保持活动状态功能,需将该选项设为开启: ```c int enable = 1; if (setsockopt(sock_fd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &enable, sizeof(enable)) < 0) { perror("setsockopt(SO_KEEPALIVE)"); } ``` 一旦启用了 `SO_KEEPALIVE`,则可以根据需求调整具体的探针参数[^1]。 #### 调整 TCP KeepAlive 参数 Linux 提供了三种特定于协议层 (`SOL_TCP`) 的选项用于微调这些探测的行为: - **TCP_KEEPIDLE**: 定义在没有任何数据传输之后等待多久才开始发送第一个探测报文,默认通常是7200秒。 - **TCP_KEEPINTVL**: 设定两次连续探测之间的时间间隔,默认大约每75秒一次。 - **TCP_KEEPCNT**: 表示当接收不到回应时尝试重新发送的最大次数;超过这个数目后如果仍然得不到响应,则关闭连接,默认值常设定为9次。 下面是具体操作的例子: ```c // 设置首次探测前的闲置时间(单位:秒) int idle_seconds = 60; // 修改为你想要的时间长度 if (setsockopt(sock_fd, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPIDLE, &idle_seconds, sizeof(idle_seconds))) { perror("setsockopt(TCP_KEEPIDLE)"); } // 设置两次探测之间的间隔时间(单位:秒) int interval_seconds = 10; if (setsockopt(sock_fd, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPINTVL, &interval_seconds, sizeof(interval_seconds))) { perror("setsockopt(TCP_KEEPINTVL)"); } // 设置最大探测次数 int max_probes = 3; if (setsockopt(sock_fd, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPCNT, &max_probes, sizeof(max_probes))) { perror("setsockopt(TCP_KEEPCNT)"); } ``` 通过上述方法可以在应用级别自定义TCP连接的心跳检测逻辑而无需依赖底层系统的默认设置[^2]。
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