UNP卷一chapter7 套接字option

以下知识点来均来自steven先生所著UNP卷一（version3），刚开始学习网络编程，如有不正确之处请大家多多指正。

本章节读下来，了解套接字的option有哪些，分别对应的level，当然对于通用套接字、IPv4、IPv6、tcp等option还好理解，但针对sctp的option实在没耐心看下去（暂且跳过，后面有用到时再返回来看看）。

1、getsockopt函数（获取套接字option）和setsockopt函数（设置套接字option）

#include<sys/socket.h>
int getsockopt(int sockfd, int level, int optname, void* optval, socklen_t* oplen);//此处optval为值-结果参数,值为0表示禁止，不为0表示启用
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void* optval, socklen_t optlen);
//均返回：若成功则为0，若出错则为-1

2、通用套接字option（介绍几个主要的）

a、SO_KEEPALIVE套接字选项（其目的在于关闭无效的套接字连接）：开启后，如果2小时内在该套接字的任一方向上都没有数据交换，tcp就自动给对端发一个保持存活探测分节，对端必须响应tcp分节。由于对端响应tcp分节又存在三种特殊情况：

（1）对端以期望的ACK分节响应。应用进程得不到通知。再又经过仍无动静的2小时后，tcp将发出另一个探测分节。

（2）对端以RST响应，它告知本端tcp：对端已崩溃且已重新启动。该套接字的待处理错误被置为ECONNRESET，套接字本身则被关闭。

（3）对端对保持存活探测分节没有任何响应。

b、SO_LINGER套接字选项

struct linger {
	int l_onoff;//0=off,非0=on
	int l_linger;//linger time
};

setsockopt将根据其中两个结构成员的值形成下列3种情况：

（1）若l_onoff为0，则关闭本选项。tcp默认设置生效，即close立即返回；

（2）若l_onoff为非0值且l_linger为0，那么当close某个连接时tcp将中止该连接。即tcp将丢弃保留在套接字发送缓冲区中的任何数据，并发送一个RST给对端，而没有通常的四分组连接终止序列。（即没有了time_wait，相当不好）

（3）若若l_onoff为非0值且l_linger为非0，那么当套接字关闭时内核将拖延一段时间（即延滞时间哈）。若套接字发送缓冲区中仍残留有数据，那么进程将被投入睡眠，直到所有数据都已发送完且均被对方确认或延滞时间到。

介绍一下应用级确认（获知对端应用进程已读取我们的数据的一种方法）：也就是说，当读到一个字节数据时，服务器已获取全部数据，于是进行四次挥手，过程见下图；

c、SO_RCVBUF和SO_SNDBUF套接字option

tcp：套接字接收缓冲区中呵用空间的大小限定了tcp通告对端的窗口大小。tcp套接字接收缓冲区不可能溢出，因为不允许对端发出超过本端所通告窗口大小的数据——tcp的流量控制。

当设置tcp套接字接收缓冲区的在砂眼时，函数调用的顺序很重要。对于客户，SO_RCVBUF选项必须在调用connect之前设置；对于服务器，该选项必须在调用listen之前给监听套接字设置。已连接套接字的缓冲区大小从监听套接字继承而来。

tcp需要为每个分节保留副本，以供确认之用。

udp：当接收到的数据报装不进套接字接收缓冲区时，该数据报就被丢弃。

d、SO_REUSEADDR和SO_REUSEPORT套接字选项

SO_REUSEADDR套接字起到以下4个不同的功用：

（1）允许启动一个监听服务器并捆绑其众所周知端口，即使以前建立的将该端口用作它们的本地端口连接仍然存在。（此情况所遇见的场景见书上分析P167）

（2）允许在同一端口上启动同一服务器的多个实例，只要每个实例捆绑一个不同的本地IP地址即可。

（3）允许单个进程捆绑同一端口到多个套接字上，只要每次捆绑指定不同的本地IP地址即可。

（4）允许完全重复的捆绑：当一个IP地址和端口已绑定到某个套接字上时，如果传输协议支持，同样的IP地址和端口还可以捆绑到另一个套接字上。（本特性仅支持UDP套接字）

对SO_REUSEADDR选项的总结：

（1）在所有tcp服务器程序中，在调用bind之前设置SO_REUSEADDR套接字选项；

（2）当编写一个可在同一时刻在同一主机上运行多次的多播应用程序时，设置SO_REUSEADDR套接字选项，并将所参加多播组的地址作为本地IP地址捆绑。（第2点其实不太了解）

3、tcp套接字选项（开启本选项将禁止tcp的Nagle算法，默认情况下Nagle算法是启动）

Nagle算法常与另一个ack延滞处落去联合使用：算法使得tcp在接收到数据后不立即发送ack，而是等待一小段时间，然后才发送ack。若tcp期待在这一小段时间内自身有数据发送回对端，被延滞的ack就可以由这些数据捎带，从而省掉一个tcp分节。（此特点的运用见书上习题7_8、7_9）。书上P173列举了一个开启Nagle算法时由服务器回显的六个字符。

4、sctp套接字选项（此小节先行跳过，等需要时再回来看看）

5、fcntl函数（file control，文件控制，该函数可执行各种描述符控制操作）

#include<fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd, ... /*int arg*/);//返回：若成功则取决于cmd，若出错则为-1

fcntl函数相应的命令及文件状态标志，如下列举：

F_SETFL，O_NONBLOCK  设置套接字为非阻塞式I/O型 

F_SETFL，O_ASYNC  设置套接字为信号驱动式I/O型

F_SETOWN  设置套接字属主

F_GETOWN  获取套接字属主

开启非阻塞式I/O代码

int flags;

if ((flags = fcntl(fd, F_GETFL, 0)) < 0)//获取描述符fd的文件标志，并将返回值赋给flags
	err_sys("F_GETFL error");
flags |= O_NONBLOCK;//将flags的对应位置与O_NONBLOCK相或，即将对应位置置位，其它位置保持不变
if (fcntl(fd, F_SETFL, flags) < 0)//设置好非阻塞描述符
	err_sys("F_SETFL error");

关闭非阻塞式I/O代码

flags &= ~O_NONBLOCK;
if (fcntl(fd, F_SETFL, flags) < 0)
	err_sys("F_SETFL error");