是否可以在 Apple iOS 设备上激活 TCP keepalive答案

【问题标题】：Is it possible to activate TCP keepalive on Apple iOS devices是否可以在 Apple iOS 设备上激活 TCP keepalive
【发布时间】：2014-10-29 05:22:57
【问题描述】：

Apple 设备 === 路由器 === WiFi 模块

Apple 设备 (iPhone) 正在通过 TCP 连接连接到 WiFi 模块端口 2000。我想在 Apple 设备上激活 TCP keepalive 数据包发送，以了解与 WiFi 模块的 TCP 连接何时丢失（模块已关闭）。

我的直播设置

CFReadStreamRef readStream;
CFWriteStreamRef writeStream;

CFStreamCreatePairWithSocketToHost(NULL, (CFStringRef)CFBridgingRetain(moduleIPaddress), port2000, &readStream, &writeStream);

outputStream = (NSOutputStream *)CFBridgingRelease(writeStream);
inputStream = (NSInputStream *)CFBridgingRelease(readStream);



[outputStream setDelegate:(id)self];
[inputStream setDelegate:(id)self];
[outputStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[inputStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
[outputStream open];
[inputStream open];

根据David H post Keeping socket connection alive in iOS，我尝试激活keepalive

- (void) stream:(NSStream *)theStream handleEvent:(NSStreamEvent)streamEvent {
    switch (streamEvent) {

    case NSStreamEventOpenCompleted:

            if (theStream == outputStream) {

                /*
                 CFDataRef data = (CFDataRef)CFWriteStreamCopyProperty((__bridge CFWriteStreamRef)theStream, kCFStreamPropertySocketNativeHandle);
                 if(data) {
                 CFSocketNativeHandle socket_handle = *(CFSocketNativeHandle *)CFDataGetBytePtr(data);
                 CFRelease(data);

                 NSLog(@"SOCK HANDLE: %x", socket_handle);

                 //Enabling keep alive
                 int opt = 1;
                 if( setsockopt( socket_handle, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &opt, sizeof( opt ) ) < 0 )
                 {
                 NSLog(@"Yikes 2: failed to set keepalive! ERRNO: %s", strerror(errno));
                 }
                 }
                 */

                NSData *data = (NSData *)[theStream propertyForKey:(__bridge NSString *)kCFStreamPropertySocketNativeHandle];
                if(data) {
                    CFSocketNativeHandle socket_handle = *(CFSocketNativeHandle *)[data bytes];
                    NSLog(@"SOCK HANDLE: %x", socket_handle);

                    //Enabling keep alive
                    int opt = 1;
                    if( setsockopt( socket_handle, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &opt,  sizeof( opt ) ) < 0 )
                    {
                        NSLog(@"Yikes 2: failed to set keepalive! ERRNO: %s", strerror(errno));
                    }
                }



            }

两个选项都打印出 SOCK HANDLE: 9 ，没有错误消息。当 WiFi 模块关闭时，连接仍然保持打开状态 30 分钟或更长时间，而我没有将数据发送到输出流。如果我将数据发送到输出流，我会在大约 60 秒后得到 NSStreamEventErrorOccurred - Error Domain=NSPOSIXErrorDomain Code=60 "The operation could not be completed. Operation timed out"。我用苹果设备试过这个。当我尝试使用 iOS 模拟器时，我没有看到使用 Wireshark 的 keepalive 数据包。

NSStream tcp keepalive in iOS 还描述了保活设置。 Martin R 示例代码为似乎错误的输入流激活了 keepalive。

是否可以在 iPhone 等 Apple iOS 设备上激活 TCP keepalive（应该按照 David H 的说法）？如果可能的话应该怎么做（我的代码中缺少什么）？

【问题讨论】：

标签： ios iphone sockets tcp

【解决方案1】：

感谢 rintaro 引导我走向正确的方向。

流设置与我的问题相同。我测试了不同的设置，并没有发现我的问题中描述的套接字句柄检测示例之间的区别。

使用 iPod 设备和 iOS 7.1 激活 keepalive 的代码

        case NSStreamEventOpenCompleted:
        @try {

            if (theStream == outputStream)
            {
                NSData *data = (NSData *)[theStream propertyForKey:(__bridge NSString *)kCFStreamPropertySocketNativeHandle];

                if(data)
                {
                    CFSocketNativeHandle socket_handle = *(CFSocketNativeHandle *)[data bytes];
                    //NSLog(@"SOCK HANDLE: %x", socket_handle);

                    //SO_KEEPALIVE option to activate
                    int option = 1;
                    //TCP_NODELAY option to activate
                    int option2 = 1;
                    //Idle time used when SO_KEEPALIVE is enabled. Sets how long connection must be idle before keepalive is sent
                    int keepaliveIdle = 10;
                    //Interval between keepalives when there is no reply. Not same as idle time
                    int keepaliveIntvl = 2;
                    //Number of keepalives before close (including first keepalive packet)
                    int keepaliveCount = 4;
                    //Time after which tcp packet retransmissions will be stopped and the connection will be dropped.Stream is closed
                    int retransmissionTimeout = 5;


                    if (setsockopt(socket_handle, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &option, sizeof (int)) == -1)
                    {
                        NSLog(@"setsockopt SO_KEEPALIVE failed: %s", strerror(errno));
                    }else
                    {
                        NSLog(@"setsockopt SO_KEEPALIVE ok");
                    }

                    if (setsockopt(socket_handle, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPCNT, &keepaliveCount, sizeof(int)) == -1)
                    {
                        NSLog(@"setsockopt TCP_KEEPCNT failed: %s", strerror(errno));
                    }else
                    {
                        NSLog(@"setsockopt TCP_KEEPCNT ok");
                    }

                    if (setsockopt(socket_handle, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPALIVE, &keepaliveIdle, sizeof(int)) == -1)
                    {
                        NSLog(@"setsockopt TCP_KEEPALIVE failed: %s", strerror(errno));
                    }else
                    {
                        NSLog(@"setsockopt TCP_KEEPALIVE ok");
                    }

                    if (setsockopt(socket_handle, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPINTVL, &keepaliveIntvl, sizeof(int)) == -1)
                    {
                        NSLog(@"setsockopt TCP_KEEPINTVL failed: %s", strerror(errno));
                    }else
                    {
                        NSLog(@"setsockopt TCP_KEEPINTVL ok");
                    }

                    if (setsockopt(socket_handle, IPPROTO_TCP, TCP_RXT_CONNDROPTIME, &retransmissionTimeout, sizeof(int)) == -1)
                    {
                        NSLog(@"setsockopt TCP_RXT_CONNDROPTIME failed: %s", strerror(errno));
                    }else
                    {
                        NSLog(@"setsockopt TCP_RXT_CONNDROPTIME ok");
                    }

                    if (setsockopt(socket_handle, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, &option2, sizeof(int)) == -1)
                    {
                        NSLog(@"setsockopt TCP_NODELAY failed: %s", strerror(errno));
                    }else
                    {
                        NSLog(@"setsockopt TCP_NODELAY ok");
                    }
                }
            }

当 TCP 连接空闲时，应用程序在 10 秒间隔后开始发送 keepalive。当没有应答时，应用程序开始以 2 秒的间隔发送 keepalive 数据包，并在有 4 个没有应答的 keepalive 数据包时关闭流。这意味着当 WiFi 模块在成功的 keepalive 交换后关闭时，在连接丢失时最多需要 18 秒的空闲时间来关闭流。

另一个参数是重传超时值。默认值似乎在 6 秒左右。该计时器在第一次数据包重传时启动。应用程序尝试重新传输数据包，但如果在 5 秒内重新传输数据包失败，则流将关闭。

注意！设备和模拟器的结果不同。

iPod 设置激活日志

setsockopt SO_KEEPALIVE ok
setsockopt TCP_KEEPCNT 正常
setsockopt TCP_KEEPALIVE 正常
setsockopt TCP_KEEPINTVL 正常
setsockopt TCP_RXT_CONNDROPTIME 正常
setsockopt TCP_NODELAY 正常

模拟器设置激活日志

setsockopt SO_KEEPALIVE ok
setsockopt TCP_KEEPCNT 失败：协议不可用
setsockopt TCP_KEEPALIVE 正常
setsockopt TCP_KEEPINTVL 失败：协议不可用
setsockopt TCP_RXT_CONNDROPTIME 正常
setsockopt TCP_NODELAY 正常

这意味着无法使用 iOS 模拟器进行激活和跟踪。我没有找到为什么模拟器中显示错误消息“协议不可用”。

【讨论】：

感谢详细调查！
如果上面代码中的一些定义没有在你的项目中声明，你必须有以下包含：#include #include #include
本示例中选择的值如何映射到推荐值？我已经尝试过这些设置，但是使用一些设备（大约 5 个）网络会变得有些不稳定。我们怀疑这主要是由于retransmissionTimeout，你同意吗？
顺便说一句，这些设置是否应该同时用于两个流（输入和输出）？
@AndréFratelli 您找到不稳定的原因了吗？是不是因为TCP_RXT_CONNDROPTIME的设置太低了？

【解决方案2】：

见：http://en.wikipedia.org/wiki/Keepalive#TCP_keepalive

通常情况下，keepalive 时间 (net.inet.tcp.keepidle) 默认为 7200 秒。我不知道这在 iOS 中是否正确，但 RFC 1122 明确要求“不少于 2 小时”。

这个间隔必须是可配置且必须默认不少于两个小时。

那么，如何在应用程序中配置它？试试：

#import <sys/types.h>
#import <sys/socket.h>
#import <netinet/in.h>
#import <netinet/tcp.h>

int on = 1;
int delay = 120;
setsockopt(socket_handle, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &on, sizeof(on));
setsockopt(socket_handle, IPPROTO_TCP, TCP_KEEPALIVE, &delay, sizeof(delay));

见man tcp。

我确认这适用于 iOS 模拟器 (iPhone 5s / iOS 8.0)。

【讨论】：