TCP之種種連接異常

1. connect出錯：

(1) 若TCP客戶端沒有收到syn分節的響應，則返回ETIMEOUT錯誤；調用connect函數時，內核發送一個syn，若無響應則等待6s後再發送一個，若仍然無響應則等待24s後在發送一個，若總共等待75s後仍未收到響應則返回本錯誤；

(2) 若對客戶的syn響應是rst，則表明該服務器在我們指定的端口上沒有進程在等待與之連接，這是一種硬錯誤，客戶一收到rst馬上返回ECONNREFUSED錯誤；

(3) 若客戶發送的syn在中間的某個路由器上引發了目的不可達icmp錯誤，則認爲是一種軟錯誤。客戶主機內核保存該消息，並按照第一種情況的時間間隔繼續發送syn，咋某個規定時間後仍未收到響應，則把保存的消息作爲EHOSTUNREACH或者ENETUNREACH錯誤返回給進程；

 

2. accept返回前連接中止：

在比較忙的服務器中，在建立三次握手之後，調用accept之前，可能出現客戶端斷開連接的情況；如，三次握手之後，客戶端發送rst，然後服務器調用accept。posix指出這種情況errno設置爲CONNABORTED;

注意Berkeley實現中，沒有返回這個錯誤，而是EPROTO，同時完成三次握手的連接會從已完成隊列中移除；在這種情況下，如果我們用select監聽到有新的連接完成，但之後又被從完成隊列中刪除，此時如果調用阻塞accept就會產生阻塞；

解決辦法：

(1) 使用select監聽套接字是否有完成連接的時候，總是把這個監聽套接字設置爲非阻塞；

(2) 在後續的accept調用中忽略以下錯誤，EWOULDBLOCK(Berkeley實現，客戶中止連接), ECONNABORTED(posix實現，客戶中止連接), EPROTO(serv4實現，客戶中止連接)和EINTR(如果有信號被捕獲)；

 

3. 服務器進程終止(崩潰)：

在客戶端和服務器端建立連接之後，使用kill命令殺死服務器進程，進程終止會關閉所有打開的描述符，這導致了其向客戶端發送了一個FIN，而客戶端則響應了一個ack，這就完成了tcp連接終止的前半部分，只代表服務器不在發送數據了；但是客戶端並不知道服務器端已經終止了，當客戶端向服務器寫數據的時候，由於服務器進程終止，所以響應了rst，如果我們使用select等方式，能夠立即知道當前連接狀態；如下：

(1) 如果對端tcp發送數據，那麼套接字可讀，並且read返回一個大於0的值(讀入字節數)；

(2) 如果對端tcp發送了fin(對端進程終止)，那麼該套接字變爲可讀，並且read返回0(EOF)；

(3) 如果對端tcp發送rst(對端主機崩潰並重啓)，那麼該套接字變爲可讀，並且read返回-1，errno中含有確切錯誤碼；

 

4. sigpipe信號：

當一個進程向某個收到rst的套接字執行寫操作的時候，內核向該進程發送一個SIGPIPE信號，該信號的默認行爲是終止進程，因此進程必須捕獲它以免不情願的被終止；

不論進程是捕捉了該信號並從信號處理函數中返回，還是簡單忽略該信號，寫操作都講返回EPIPE錯誤；

 

5. 服務器主機崩潰：

建立連接之後，服務器主機崩潰，此時如果客戶端發送數據，會發現客戶端會在一定時間內持續重傳，視圖從服務器端收到數據的ack，當重傳時間超過指定時間後，服務器仍然沒有響應，那麼返回的是ETIMEDOUT；

 

6. 服務器主機不可達： 

建立連接之後，服務器主機未崩潰，但是由於中間路由器故障燈，判定主機或網絡不可達，此時如果客戶端發送數據，會發現客戶端會在一定時間內持續重傳，視圖從服務器端收到數據的ack，當重傳時間超過指定時間後，服務器仍然沒有響應，那麼返回的是EHOSTUNREACH或ENETUNREACH；

 

7. 服務器主機崩潰後重啓：

當服務器主機崩潰重啓後，之前所有的tcp連接丟失，此時服務器若收到來自客戶端的數據，會響應一個rst；客戶端調用read將返回一個ECONNRESET錯誤；

 

8. 服務器主機關機：

系統關機時，init進程給所有進程發送SIGTERM信號，等待固定的時間，然後給所有仍在運行的進程發送SIGKILL信號，我們的進程會被SIGTERM或者SIGKILL信號終止，所以與前面服務器進程終止相同，進程關閉所有描述符，併發送fin，完成服務器端的半關閉；