TCP连接关闭时不发FIN包的奇怪行为分析

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一般情况下，当TCP连接主动关闭时，会向对端发送一个FIN，对端会获得一个读事件，调用read时返回0，表示读到一个EOF，读结束。然而，在有的时候却不是这样的，接下来将讨论一下。

首先是一个简单的服务器程序，accept()后睡眠5s钟，然后关闭连接。

int main(void)

{

    int fd;

    fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    struct sockaddr_in servaddr;

    memset(&servaddr, 0, sizeof
 servaddr);

    servaddr.sin_family = AF_INET;

    servaddr.sin_port = htons(9001);

    servaddr.sin_addr.s_addr = 0;

    const int on = 1;

    setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof on);

    bind(fd, (struct sockaddr *) &servaddr, sizeof
 servaddr);

    listen(fd, 10);

    int clifd = accept(fd, NULL, NULL);

    sleep(5);

//    char buf[1024];

//    read(clifd, buf, sizeof
 buf); 

    close(clifd);

    close(fd);

    return 0;

}

下面是一个简单的客户端程序，连接成功后发送1024字节的数据，然后调用read()

int main(void)

{

    int fd, ret;

    fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    struct sockaddr_in servaddr;

    memset(&servaddr, 0, sizeof
 servaddr);

    servaddr.sin_family = AF_INET;

    servaddr.sin_port = htons(9001);

    servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");

    connect(fd, (SA *) &servaddr, sizeof
 servaddr);

    char buf[1024];

    if (write(fd, buf, sizeof
 buf) != sizeof buf)

        err_sys("write error");

    if ((ret = read(fd, buf, sizeof
 buf)) < 0)

        err_sys("read error");

    fprintf(stderr, "Read %d Bytes\n", ret);

    if (close(fd) < 0)

        err_sys("close error");

    return 0;

}

运行结果如下：

read error : Connection reset by peer

可见server在close时向client发送的不是FIN，而是RST，为什么会这样呢？我们从内核中找答案。

见 net/ipv4/tcp.c 中的 tcp_close() 函数，

/* As outlined in RFC
 2525, section 2.17, we send a RST here because

     * data was lost. To witness the awful effects of the old behavior
 of

     * always doing a FIN, run an older 2.1.x
 kernel or 2.0.x, start
 a bulk

     * GET in an FTP client, suspend
 the process, wait for the client to

     * advertise a zero window, then kill -9
 the FTP client, wheee...

     * Note: timeout is always zero in such
 a case.

     */

    if (data_was_unread) {

        /* Unread data was tossed, zap the connection. */

        NET_INC_STATS_USER(sock_net(sk), LINUX_MIB_TCPABORTONCLOSE);

        tcp_set_state(sk, TCP_CLOSE);

        tcp_send_active_reset(sk, sk->sk_allocation);

    }