笔者完成的Socket Server端控件,经常在使用几个月后出现大量的FIN_WAIT_2状态的端口不能释放,造成服务器不能在有端口资源供给客户端建立新的连接,这一现象只出现在对方是UNIX的用户(移动的BOSS系统),笔者自己开发的Socket客户端控件从来没有出现过这个现象。
经过研究Socket的状态图
得出结论是Server端强制断开Socket时向客户端发送了FIN请求,客户端已经没有能力继续回复ACK,造成了服务器端大量的端口处在FIN_WAIT_2状态,不能释放。
解决的方法:
在服务器端控件的close Socket函数中增加调用Shutdown函数,强制Socket释放。
MFC中的CSyncScoket类中的Shutdown函数的功能是禁止收、发或者收发都禁用。
参数的含义是:
•receives = 0
•sends = 1
•both = 2
笔者选择2。
close有两个限制可由函数shutdown来避免:
close将描述字的访问计数减1,仅在此计数为0时才关闭套接口
shutdown可激发TCP的正常连接终止序列, 而不管访问计数。
作为一名Wi n s o c k程序员,通常没必要了解实际的T C P状态。但了解T C P状态,就能更好地理解Winsock API调用如何对基层协议中的改变产生影响。此外,许多程序员在关闭套接字时,会碰到一个常见问题;围绕套接字关闭的T C P状态是我们目前最感兴趣的问题。
对每个套接字来说,它的初始状态都是C L O S E D。若客户机初始化了一个连接,就会向服务器发送一个S Y N包,同时将客户机套接字状态置为S Y N _ S E N T。服务器收到S Y N包后,会发出一个“ S Y N - A C K”包。作为客户机,需要用一个A C K包对它做出反应。此时,客户机的套接字会变成E S TA B L I S H E D状态。如果服务器一直不发送“ S Y N - A C K”包,客户机就会超时,并返回C L O S E D状态。
若一个服务器的套接字同一个本地接口和端口绑定起来,并在它上面进行监听,那么套接字的状态便是L I S T E N。客户机试图与之连接时,服务器就会收到一个S Y N包,并用一个S Y N - A C K包做出响应。服务器套接字的状态就变成S Y N _ R C V D。最后,客户机发出一个A C K包,令服务器套接字的状态变成E S TA B L I S H E D。
一旦应用处于E S TA B L I S H E D状态,可通过两种方法来关闭它。如果由应用程序来关闭,便叫作“主动套接字关闭”;否则,套接字的关闭便是被动的。图7 - 2对两种关闭方法进行了解释。如主动关闭,应用程序便会发出一个F I N包。应用程序调用c l o s e s o c k e t或s h u t d o w n时(把S D _ S E N D当作第二个参数),会向对方发出一个F I N包,而且套接字的状态则变成F I N _ WA I T _ 1。正常情况下,通信对方会回应一个A C K包,我们的套接字的状态
随之变成F I N _ WA I T _ 2。如对方也关闭了连接,便会发出一个F I N包,我们的机器则会响应一个A C K包,并将己方套接字的状态置为T I M E _ WA I T。
T I M E _ WA I T状态也叫作2 M S L等待状态。其中, M S L代表“分段最长生存时间”(Maximum Segment Lifetime),表示一个数据包在丢弃之前,可在网络上存在多长时间。
每个I P包都含有一个“生存时间”(T T L)字段,若它递减为0,包便会被丢弃。一个包经过网络上的每个路由器时, T T L 值都会减1 ,然后继续传递。一旦应用程序进入T I M E _ WA I T状态,那么就会一直持续M S L时间的两倍之久。这样一来, T C P就可以在最后一个A C K丢失的前提下,重新发送它,也就是说, F I N会被重新传送出去。M S L时间两倍之久的等待状态结束之后,套接字便进入C L O S E D状态。
图7-2 TCP套接字的关闭状态
套接字主动关闭
关闭套接字
发送: FIN----->FIN_WAIT_1--接收:ACK-->FIN_WAIT_2----接收: FIN发送: ACK--->TIME_WAIT(2MSL超时)----->CLOSED
套接字主动关闭
关闭套接字
发送: FIN----->接收: FIN发送: ACK---->CLOSING--接收: ACK-->TIME_WAIT(2MSL超时)----->CLOSED
套接字主动关闭
关闭套接字
发送: FIN----->接收: FIN_ACK发送: ACK----->TIME_WAIT(2MSL超时)----->CLOSED
套接字被动关闭
接收: FIN
发送: ACK------>CLOSE_WAIT--关闭套接字发送: FIN-->LAST_ACK------->CLOSED
T I M E _ WA I T状态也叫作2 M S L等待状态。其中, M S L代表“分段最长生存时间”(Maximum Segment Lifetime),表示一个数据包在丢弃之前,可在网络上存在多长时间。
每个I P包都含有一个“生存时间”(T T L)字段,若它递减为0,包便会被丢弃。一个包经过网络上的每个路由器时, T T L 值都会减1 ,然后继续传递。一旦应用程序进入T I M E _ WA I T状态,那么就会一直持续M S L时间的两倍之久。这样一来, T C P就可以在最后一个A C K丢失的前提下,重新发送它,也就是说, F I N会被重新传送出去。M S L时间两倍之久的等待状态结束之后,套接字便进入C L O S E D状态
采取主动关闭措施时,有两个路径会进入T I M E _ WA I T状态。在我们以前的讨论中,
只有一方发出一个F I N,并接收一个A C K响应。然而,另一方仍然可以*地发送数据,
直到它也被关闭为止。因此,需要两个路径发挥作用。在一个路径中(即同步关闭),一台计算机和它的通信对方会同时要求关闭;计算机向对方送出一个F I N数据包,并从它那里接收一个F I N数据包。随后,计算机会发出一个A C K数据包,对对方的F I N包做出响应,并将自己的套接字置为C L O S I N G状态。计算机从对方那里接收到最后一个A C K包之后,它的套接字状态会变成T I M E _ WA I T。
主动关闭时,另一个路径其实就是同步关闭的变体:套接字从F I N _ WA I T _ 1状态直接变成T I M E _ WA I T。若应用程序发出一个F I N数据包,但几乎同时便从对方那里接收到一个F I N - A C K包,这种情况就会发生。在这种情况下,对方会确认收到应用程序的F I N包,并送出自己的F I N包。对于这个包,应用程序会用一个A C K包做出响应。
T I M E _ WA I T状态的主要作用是在T C P连接处于2 M S L等待状态的时候,规定用于建立那个连接的一对套接字不可被拒绝。这对套接字由本地I P端口以及远程I P端口组成。对某些T C P实施方案来说,它们不允许拒绝处于T I M E _ WA I T状态下的套接字对中的任何端口号。在微软的方案中,不会存在这个问题。然而,若试图通过一对已处于T I M E _ WA I T状态的套接字建立连接,就会失败,并返回W S A E A D D R I N U S E错误。要解决这一问题(除了等待使用那个本地端口来脱离T I M E _ WA I T状态的套接字对),一个办法是使用套接字选
项S O _ R E F U S E A D D R,我们将在第9章对这个选项进行详细讨论。
被动关闭情况下,应用程序会从对方那里接收一个F I N包,并用一个A C K包做出响应。此时,应用程序的套接字会变成C L O S E _ WA I T状态。由于对方已关闭自己的套接字,所以不能再发送数据了。但应用程序却不同,它能一直发送数据,直到对方的套接字已关闭为止。要想关闭对方的连接,应用程序需要发出自己的F I N,令应用程序的套接字状态变成L A S T _ A C K。应用程序从对方收到一个A C K包后,它的套接字就会逆转成C L O S E D状态。
要想了解T C P / I P协议的有关详情,请参阅RFC 793 文件。可在h t t p : / / w w w. r f c -e d i t o r. o rg那里找到这份文件。