没有数据交换的 TCP 连接超时答案

【问题标题】：timeout in a TCP connection with no exchange of data没有数据交换的 TCP 连接超时
【发布时间】：2018-04-18 09:17:21
【问题描述】：

我有一个用于 Linux 中 TCP 客户端和服务器的 C/C++ 应用程序。

假设在 TCP 连接到位后，服务器和客户端都没有在很长一段时间内发送任何数据。他们甚至不会互相发送任何心跳。

通过 TCP 协议，连接应该存在多长时间？

连接是否因不活动而断开？

如果是这样，是否有任何套接字选项可以指定或定义任何类型的超时行为？

【问题讨论】：

标签： c++ sockets networking tcp

【解决方案1】：

恐怕唯一明智的答案应该是视情况而定。

一个 TCP 连接可以在两端之间使用多个中间中继。每个组件（读取每个端和每个中继）都可以有自己的策略来关闭不活动的连接。

一个常见的解决方法是使用keepalive 作为一个可选 TCP 功能。当连接空闲超过定义的超时时间时，它由一端发送的空包组成。对等方应以 ACK 应答，即使它不支持 keepalive 扩展，这足以在 TCP 级别保持连接处于活动状态。

例如，在 Linux 中，keepalive 可以在内核级别设置，并且对于所有新的 TCP 连接都将处于活动状态。这可能是个坏主意，因为默认情况下 keepalive 是关闭的，以避免网络开销。从参考页面：

涉及keepalive的程序使用三个用户驱动的变量：

tcp_keepalive_time

最后一个数据包发送（简单的ACKs不被认为是数据）和第一个keepalive探测之间的间隔；在连接被标记为需要保持连接后，不再使用此计数器 tcp_keepalive_intvl

后续keepalive探测之间的间隔，无论连接在此期间交换了什么

tcp_keepalive_probes

在考虑连接失效并通知应用层之前要发送的未确认探测数

它们可以设置为例如sysctl(8):

 # sysctl -w \
 > net.ipv4.tcp_keepalive_time=600 \
 > net.ipv4.tcp_keepalive_intvl=60 \
 > net.ipv4.tcp_keepalive_probes=20
 net.ipv4.tcp_keepalive_time = 600
 net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 60
 net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 20

也可以使用setsockopt为应用程序级别的某些连接设置它：

  /* Set the option active */
  int optval = 1;
  socklen_t optlen = sizeof(optval);
  if(setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &optval, optlen) < 0) {
     perror("setsockopt()");
     close(s);
     exit(EXIT_FAILURE);
  }

【讨论】：

'对端应该用一个 ACK 来回答，即使它不支持 keepalive 扩展'是没有意义的。它不能不支持keepalive扩展，因为它只是发送一个带有过期序列号的空包，根据RFC 793，它必须由一个带有当前预期序列号的ACK来回答。
所以如果连接保持活动状态..为什么所有服务器和客户端都会互相发送 HEARTBEAT？是否只是为了节省服务器端的资源（如果客户端出现故障，服务器可能会释放 pc 资源）。还是套接字有其他问题？
@AbruzzoForteeGentile 服务器的问题是区分一个活跃但当前沉默的客户端；和一个已经崩溃、丢失网络连接等的客户端。服务器需要恢复资源，否则一个简单的拒绝服务攻击将是连接然后丢弃物理层而不关闭 TCP/IP 连接。服务器会很快耗尽资源。
@AbruzzoForteeGentile：TCP keepalive 默认关闭，在某些系统上可能不可用。因此，在更高的协议级别添加该功能是有意义的。

【解决方案2】：

通过 TCP 协议，连接应该存在多长时间？

永远。

连接是否因不活动而断开？

没有。

如果是这样，是否有任何套接字选项可以指定或定义任何类型的超时行为？

支持 SO_RCVTIMEO。这为recv() 方法和朋友提供了读取超时。

【讨论】：

您能否详细说明 SO_RCVTIMEO 选项。

【解决方案3】：

使用选择？ Select - Linux manuel page

【讨论】：