9.2 SO_REUSEADDR配置 & TCP_NODELAY

最新推荐文章于 2024-09-17 11:02:43 发布

原创

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本文探讨了TCP连接中的SO_REUSEADDR选项，解释了time-wait状态对端口重用的影响，以及如何通过设置为TRUE允许在time-wait期间重复使用端口。同时，文章还讨论了TCP_NODELAY选项，它涉及到Nagle算法，说明了不使用Nagle算法在网络传输速度和流量效率上的权衡，特别指出在传输大文件时关闭Nagle算法的优势。

1. time-wait：先断开连接FIN的主机有个时间间隙，在该间隙中端口号被占用，bind时会出错。

在time-wait状态可以继续接收主机B的终止信息，假如没有这个机制，A发送ACK时终止，但是ACK丢失了，则B永远无法接收A的ACK。

系统SOL_SOCKET中的SO_REUSEADDR，默认是FALSE，即time-wait内端口不能重复使用。将值改成TRUE，即可重新使用。

optlen = sizeof(option);
option = TRUE;
setsockopt(serv_sock,SOL_SOCKET,SO_RESUREADDR,(void *)&option,optlen);

2. Nagle算法：1984年诞生，应用于TCP层，只有当受到上一个数据包的ACK后，Nagle算法才会发送下一数据包。

a. TCP套接字默认使用Nagle算法，最大限度缓冲数据，直到收到ACK。

b. 对应的，不使用Nagle算法将对网络流量Traffic产生负面影响，影响效率。

c. 并不是任何情况都适用Nagle算法，在网络流量未受到太大影响时，不使用Nagle算法传输速度会更快，比如传输大文件数据时。

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TCP/IP编程之SO_REUSEADDR和SO_REUSEPORT套接字选项

daiyudong2020的博客

08-23

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菜鸟腾飞

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1、一般来说，一个端口释放后会等待两分钟之后才能再被使用，SO_REUSEADDR是让端口释放后立即就可以被再次使用。 SO_REUSEADDR用于对TCP套接字处于TIME_WAIT状态下的socket，才可以重复绑定使用。server程序总是应该在调用bind()之前设置SO_REUSEADDR套接字选项。TCP，先调用close()的一方会进入TIME_W...

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setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt)

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<think> 我们正在讨论的是 setsockopt 函数，特别是使用 SOL_SOCKET 和 SO_REUSEADDR 选项。根据引用[2]和引用[3]： - setsockopt 函数用于设置套接字选项。 - 函数原型：int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen); - 参数说明： sockfd: 套接字描述符 level: 选项定义的层次，如SOL_SOCKET（通用套接字选项）或IPPROTO_TCP（TCP层选项）等 optname: 选项名，如SO_REUSEADDR optval: 指向包含选项值的缓冲区 optlen: 选项值的长度具体到 SO_REUSEADDR 选项： - 作用：允许重用本地地址（IP地址+端口）。当套接字关闭后，它可能处于TIME_WAIT状态（TCP四次挥手的正常状态），此时该端口会等待一段时间（通常为2分钟，称为2MSL）才能被重新使用。设置SO_REUSEADDR可以让端口立即被重新绑定。 - 使用场景：服务器程序崩溃或重启后，可以立即重新绑定同一个端口，而不需要等待2MSL时间。引用[3]和引用[4]说明了问题： - 如果不设置SO_REUSEADDR，当服务器程序关闭后立即重启，可能会遇到“Address already in use”错误（即错误号98，EADDRINUSE）。 - 设置方法：在bind之前调用setsockopt，将SO_REUSEADDR选项设置为1（非0值表示启用）。引用[4]中的代码示例展示了在Python中设置SO_REUSEADDR的方法，以及未设置时出现错误的情况。引用[5]则提到了另一个选项（与SO_REUSEADDR无关），但其中提到了网络异常处理，这里不展开。因此，我们可以总结如下： 1. 使用方法：在创建套接字后，bind之前，设置SO_REUSEADDR选项。例如（C语言）： int opt = 1; setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt)); 2. 作用：允许重用处于TIME_WAIT状态的本地地址，避免出现“Address already in use”错误。 3. 可能遇到的问题及解决办法：问题：服务器重启时出现“Address already in use”错误。解决办法：设置SO_REUSEADDR选项。 4. 注意：对于不同的操作系统，SO_REUSEADDR的行为可能略有不同，但主要目的相同。在支持多播的系统中，SO_REUSEADDR还用于允许同一端口上绑定多个套接字以接收多播数据报（但需注意单播和多播的冲突）。 5. 应用场景：服务器程序需要快速重启（例如开发调试阶段，或者生产环境中需要快速恢复服务）。引用[1]中的测试结果展示了在不同架构上设置SO_REUSEADDR的测试，说明该选项在不同平台上的可用性。下面我们按照要求组织答案： </think> ### `setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR)` 详解 #### 一、函数原型与参数说明 ```c #include <sys/socket.h> int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen); ``` - **`sockfd`**：套接字描述符 - **`level`**：`SOL_SOCKET`（表示操作通用套接字层选项） - **`optname`**：`SO_REUSEADDR`（启用地址重用） - **`optval`**：指向整数的指针（1=启用，0=禁用） - **`optlen`**：`sizeof(int)` #### 二、核心作用 1. **解决端口占用问题** TCP连接关闭后，端口会进入`TIME_WAIT`状态（默认2分钟）。启用`SO_REUSEADDR`可**立即重用该端口**，避免`bind()`时出现`Address already in use`错误[^3][^4]。 2. **典型应用场景** ```c int opt = 1; setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt)); bind(sockfd, ...); // 必须在bind前调用 ``` - 服务器崩溃后快速重启 - 开发调试时频繁重启服务 - 多实例绑定同一端口（需配合`SO_REUSEPORT`） #### 三、工作原理 | 状态 | 未启用 SO_REUSEADDR | 启用 SO_REUSEADDR | |-------------------|---------------------------|---------------------------| | **TIME_WAIT 端口** | 需等待 2MSL（约60-120秒） | 可立即重用 | | **绑定冲突** | `EADDRINUSE` 错误 | 允许绑定 | #### 四、关键注意事项 1. **调用时机** 必须**在`bind()`之前设置**，否则无效[^3]： ```c // 正确顺序 int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); int reuse = 1; setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse)); bind(sock, ...); ``` 2. **与`SO_REUSEPORT`的区别** - `SO_REUSEADDR`：允许绑定相同IP+端口（需前一个连接处于`TIME_WAIT`） - `SO_REUSEPORT`：允许多个进程同时绑定相同IP+端口（用于负载均衡） 3. **UDP的特殊性** UDP无`TIME_WAIT`状态，但启用后允许多播套接字共享端口[^5]。 #### 五、常见问题与解决方案 1. **问题：设置后仍出现`EADDRINUSE`** **原因**： - 选项未正确生效（如`bind()`后调用） - 其他进程占用端口（非`TIME_WAIT`状态） **解决**： ```bash netstat -tuln | grep <端口号> # 检查占用进程 kill -9 <进程ID> # 终止占用进程 ``` 2. **问题：Windows与Linux行为差异** - Windows：`SO_REUSEADDR`允许完全重复绑定（即使连接活跃） - Linux：仅允许绑定`TIME_WAIT`状态的端口 **建议**：跨平台代码需额外处理[^1]。 #### 六、完整示例代码 ```c #include <stdio.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> int main() { int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (sockfd < 0) { perror("socket creation failed"); return 1; } // 启用SO_REUSEADDR int optval = 1; if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, sizeof(optval))) { perror("setsockopt failed"); close(sockfd); return 1; } // 绑定地址 struct sockaddr_in addr = {0}; addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_port = htons(8080); addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; if (bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr)) < 0) { perror("bind failed"); close(sockfd); return 1; } printf("Bind successful!\n"); close(sockfd); return 0; } ``` #### 七、适用场景总结 1. **服务器热重启**：避免服务崩溃后等待2分钟 2. **压力测试**：频繁创建/销毁套接字 3. **多播应用**：UDP多播组共享端口 4. **开发调试**：快速迭代测试网络程序 > 注意：生产环境中需评估安全影响，恶意用户可能利用端口重用发起攻击[^5]。