套接口选项

设置和影响套接口选项的方法有

1.getsockopt和setsockopt

2.fcntl

3.ioctl

getsockopt和setsockopt

这两个方法仅适用于套接字

有两种基本类型的套接口选项：打开或关闭某个特性的二进制标志，取得并返回我们可以设置或检验的特定值的选项，标有标志的列指明是否为标志选项，对于这些项，0表示关闭标志，非0表示打开标志。

 

 

 并不是所有的系统的套接字都支持所有的选项，必要时候自行验证一番。

套接字的不支持分为两种

1.未实现相关的定义，比如SO_REUSEPORT宏未定义

2.定义了名字，但并不支持，比如SO_REUSEPORT虽然定义，调用getsockopt却会报错。

针对这两种不支持的测试

1.#ifdef   #else   #endif

2.getsockopt返回失败或者取回的值为空。

套接口选项应该什么时候设置

抽取redis的一段代码来示例

//监听套接字接收accept事件的处理器

acceptTcpHandler

{

//accept的包裹函数

anetTcpAccept

//设置socket的选项：设置非阻塞；禁用Nagle算法；设置keepalive

acceptCommonHandler

}

某些设置要更早一些，比如SO_RCVBUF和SO_SNDBUF，需要在服务器的监听套接口上设置，或者在未connect的客户端套接口上设置。

套接口基本选项

基本选项是协议无关的，但有些选项只能应用于特定类型的套接口中

SO_BROADCAST

此选项禁止或使能进程发送套接口广播的能力。只有数据报套接口支持广播，还必须是支持广播的网络。你不可能在一个点对点网络上发起广播。

SO_DEBUG

仅有TCP支持，当打开时，内核对TCP在此套接口上的发送和接收消息都做详细跟踪，这些信息保存在内核缓冲区，由程序trpt进行检查。

SO_ERROR

当套接口发生错误时，套接口名为so_error的变量被设置为标准的UNIX Exxx值的一个，它称为套接字的待处理错误。

内核可以通过select等多路复用I/O立即通知调用进程，进程可以通过SO_ERROR选项获取so_error的值，so_error随后由内核恢复为0.

当进程调用read且没有数据返回时，如果so_error为非0值，则read返回-1且errno设置为so_error的值，so_error随后复位为0.如果此套接口上有数据排队，则read返回那些数据，而不是返回错误条件。

如果在进程调用write时，so_error为非0值，则write返回-1值，并且errno设置为so_error的值，so_error也被复位为0.

SO_KEEPALIVE

给TCP一个保存存活选项以后，如果2个小时内此套接口的任何一方都没有数据交换。TCP就自动给对方发送一个保持存活探测分节，这是一个必须回复的TCP分节，它会导致以下三种情况：

1.对方回复一个正常的ACK，应用进程得不到任何通知（因为一切正常）。

2.对方以RST响应，它告诉本地TCP，对方已崩溃并且重新启动，套接口的待处理错误被设置成ECONNRESET，套接口本身被关闭。

3.对方对保持存活分节无任何响应，源自berkeley的TCP将发送另外8个分节，每隔75s一个，试图得到响应，如果对TCP的探测存活分节没有响应，套接口的错误被设置成ETIMEOUT，套接字本身被关闭。但如果收到某个ICMP的错误，则返回相应的错误。

主要是检测对方主机是否崩溃，如果对方进程崩溃，它的TCP将跨连接发送一个FIN，这可以通过多路复用检测到。

所有的TCP探测分节均无响应，也不意味这连接已中断，也有可能是某个中间路由器暂时性的有问题，也就有可能关闭一个有效连接。

这个选项一般由服务器使用，因为如果客户主机崩溃，服务器将永远不知道，并继续等待不会到来的输入，这称为半打开连接，保持存活消息将检测这些连接并终止它们。

当TCP对端发生某些事件必须检测时的一些手段

 

SO_LINGER选项

只是函数close对面向连接的套接字如何操作，缺省设置是立即返回，如果有数据残留在套接口发送缓冲区，系统试着将这些数据发送给对端。

SO_LINGER可以使我们改变这些缺省操作。SO_LINGER的主要作用是去掉TIME_WAIT状态，使重启服务器进程是够重新绑定端口。作为替代，我们可以在bind的时候使用SO_REUSERADDR选项。

SO_LINGER的另一个作用是，告诉我们发送的数据和FIN已由对方TCP确认，它并不能告诉我们对方应用进程是否读取了数据，如果不设置该选项，我们连对方是否接收了数据都不知道。

close的缺省操作，立即返回

 

 设置了SO_LINGER，并且l_linger为正值时的close

 

让客户知道服务器已读其数据的一个方法是：调用SHUT_WR的shutdown，并等待对方close连接的本地端。 

使客户端知道服务器已读其数据的另一个方式是：使用应用级的ACK。

SO_RCVBUF和SO_SNDBUF

每一个套接口都有一个接收缓冲区和一个发送缓冲区

接收缓冲区被TCP和UDP用来保存收到的数据，一直保存到应用程序来读。对于TCP来说，接收缓冲区的大小就是告知对方的窗口大小。TCP套接口接收缓冲区不可能溢出，因为对方不可能发出超出所通告窗口大小的数据，这就是TCP的流量控制。如果对方无视窗口大小而发出了超出窗口大小的数据，则接收方TCP将丢弃它。对于UDP来说，如果接收到的数据装不进套接口缓冲区时，将会丢弃它。UDP是没有流量控制的，快的发送方可以轻易的淹没慢的接受者。这导致接收方的UDP丢弃数据报。

当设置TCP套接字缓冲区大小时，函数调用顺序非常重要。TCP的窗口规模是在建立连接时用SYN交换来的，对于客户来说，必须在connect之前设置，对于服务器来说，意味着调用listen之前必须给监听套接字设置缓存区大小。给已连接的套接字设置该选项可能没有任何影响。

TCP套接字缓冲区的大小至少是MSS的三倍，并且必须是MSS的偶数倍，因为客户TCP必须为客户数据保存一份拷贝，直至接收到对端的确认。

fpathconf获取套接字缓冲区的上限。

SO_RCV_LOWAT和SO_SNDLOWAT

每个套接口也都有一个发送低潮限度和一个接收低潮限度。

接收低潮限度是在多路复用API返回可读时，套接口接收缓冲区至少有的数据量。对于TCP和UDP，缺省值为1.

发送低潮限度是在多路复用API返回可写时，套接口发送缓冲区至少有的可用空间。对于TCP套接字，其值常缺省为2048.UDP没有发送缓冲区，只有发送缓冲区大小，对于UDP来说，只要发送缓冲区大小大于套接口的低潮限度，UDP套接口就总是可写的。

SO_RCVTIMEO和SO_SNDTIMEO

给套接字设置一个接收和发送超时，缺省超时是禁止的。

接收超时影响：read、readv、recvfrom、recv和recvmsg

发送超时影响：write、writev、send、sendto和sendmsg。

SO_REUSEADDR和SO_REUSEPORT

SO_REUSEADDR通常为以下4个目的服务

1.SO_REUSEADDR允许启动一个监听服务器并绑定其众所周知端口，哪怕以前建立的将此端口用作本地端口的连接仍然存在。

2.SO_REUSERADDR允许在一个端口上启动同一个服务器的不同实例，只要每个实例绑定一个不同的本地IP地址即可。

3.SO_REUSEADDR允许单个进程捆绑同一端口到多个套接字，只要每个套接字捆绑不同的本地IP端口。

4.SO_REUSEADDR还允许完全重复的绑定，当一个IP和端口捆绑到一个套接字时，允许把同一个IP和端口捆绑到另一个套接字。一般来说，这个特性仅在支持多播的系统上才有，而且仅对UDP套接字（TCP不支持多播）。这个作用并不是每个系统都支持。

TCP套接口选项

TCP_KEEPALIVE

由于SO_KEEPALIVE的超时时间是2小时，并且难以修改，在linux上通常还会设置TCP_KEEPALIVE，设置TCP_KEEPALIVE仅在SO_KEEPALIVE套接口选项打开时才有效。

TCP_NODELAY

禁止TCP的nagle算法，缺省时，该功能是打开的。

Nagle算法：如果给定TCP连接上有待确认的分组，则直到现有数据被确认前，不往TCP上发送任何小分组。小分组即小于MSS的分组。如果可能，TCP总是发送最大大小的分组；Nagle算法的目的是防止TCP连接上有待确认的小分组存在。

Nagle算法常与另一个TCP算法一起使用，延滞ACK算法，此算法导致在接收到数据时不立即发送ACK。而是由TCP等待一小段时间（50-200ms）才发出ACK，所希望的是这段时间TCP有数据回复给对端，这样ACK可以捎带在这些数据上。又是就节省了一个TCP分节。

不适合Nagle和延滞ACK的客户端：以若干小数据分片发送单个逻辑请求给服务器的客户。对这类客户的修复办法是

1.使用writev合并小数据分片为完整的逻辑请求，然后发送

2.拷贝属于单个逻辑的多个小数据分片到一个缓冲区，然后完整发送

3.设置TCP_NODELAY并继续调用write两次。

 fcntl函数

 

fcntl、ioctl和路由套接口操作小结

从表中来看，posix推荐使用fcntl