linux网络编程Socket之RST详解

产生RST的三个条件：

1. 目的地为某端口的SYN到达，然而该端口上没有正在监听的服务器；

2. TCP想取消一个已有的连接；

3. TCP接收到一个根本不存在的连接上的分节；

现在模拟上面的三种情况：

client：

struct sockaddr_in serverAdd;        bzero(&serverAdd, sizeof(serverAdd));    serverAdd.sin_family = AF_INET;    serverAdd.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERV_ADDR);    serverAdd.sin_port = htons(SERV_PORT);        int connfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);        int connResult = connect(connfd, (struct sockaddr *)&serverAdd, sizeof(serverAdd));    if (connResult < 0) {        printf("连接失败\n");        close(connfd);        return;    }        ssize_t writeLen;    char sendMsg[5000] = {0};    unsigned long long totalSize = 0;        while (1) {                writeLen = write(connfd, sendMsg, sizeof(sendMsg));        if (writeLen < 0) {            printf("发送失败 errno = \n",errno);            return;        }        else        {            totalSize += writeLen;            printf("发送成功 totalSize = %zd\n",totalSize);        }                   }

server：

#define SERV_PORT 8000
 
int main(int argc, const char * argv[])
{
 
    struct sockaddr_in serverAdd;
    struct sockaddr_in clientAdd;
    
    bzero(&serverAdd, sizeof(serverAdd));
    serverAdd.sin_family = AF_INET;
    serverAdd.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    serverAdd.sin_port = htons(SERV_PORT);
    
    socklen_t clientAddrLen;
    
    int listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    int yes = 1;
    setsockopt(listenfd,
               SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
               (void *)&yes, sizeof(yes));
    
    if (listenfd < 0) {
        printf("创建socket失败\n");
        return -1;
    }
    
    int bindResult = bind(listenfd, (struct sockaddr *)&serverAdd, sizeof(serverAdd));
    if (bindResult < 0) {
        printf("绑定端口失败\n");
        close(listenfd);
        return -1;
    }
    
    listen(listenfd, 20);
    
    int connfd;
    unsigned char recvMsg[246988];
    unsigned long long totalSize = 0;
    
    clientAddrLen = sizeof(clientAdd);
    connfd = accept(listenfd,(struct sockaddr *)&clientAdd,&clientAddrLen);
    if (connfd < 0) {
        printf("连接失败\n");
        return -1;
    }
    else{
//        这里我们用于测试，只接收一个连接
        close(listenfd);
    }
    
    close(connfd);
    
    return 0;
}

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情况一：

不运行服务端，直接运行客户端程序：

客户端打印信息：

连接失败

用抓包工具抓包：

可以看到客户端通过connect方法发起三次握手，发送完第一个SYN分节以后，收到来自服务端的RST分节；

情况二：

运行服务端，再运行客户端程序：

客户端打印信息：

发送成功 totalSize = 5000

发送成功 totalSize = 10000

发送成功 totalSize = 15000

... ...

发送成功 totalSize = 125000

发送成功 totalSize = 130000

(lldb)

可以看到客户端发送第130001-135000个字节的时候程序在write方法处崩溃，是因为TCP套接字发送缓冲区的大小为131768字节，在发送前130000个字节的时候发送缓冲区还未满，因此write方法返回成功，接着继续发送

用抓包工具抓包：

假设server和client 已经建立了连接，server调用了close, 发送FIN 段给client，此时server不能再通过socket发送和接收数据，此时client调用read，如果接收到FIN 段会返回0，但client此时还是可以write 给server的，write调用只负责把数据交给TCP发送缓冲区就可以成功返回了，所以不会出错，而server收到数据后应答一个RST段，表示服务器已经不能接收数据，连接重置，client收到RST段后无法立刻通知应用层，只把这个状态保存在TCP协议层。如果client再次调用write发数据给server，由于TCP协议层已经处于RST状态了，因此不会将数据发出，而是发一个SIGPIPE信号给应用层，SIGPIPE信号的缺省处理动作是终止程序。

当一个进程向某个已收到RST的套接字执行写操作时，（此时写操作返回EPIPE错误）内核向该进程发送一个SIGPIPE信号，该信号的默认行为是终止进程，因此进程必须捕获它以免不情愿地被终止；

继续修改客户端程序如下，服务端不变：

    struct sockaddr_in serverAdd;
    
    bzero(&serverAdd, sizeof(serverAdd));
    serverAdd.sin_family = AF_INET;
    serverAdd.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERV_ADDR);
    serverAdd.sin_port = htons(SERV_PORT);
    
    int connfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    
    int connResult = connect(connfd, (struct sockaddr *)&serverAdd, sizeof(serverAdd));
    if (connResult < 0) {
        printf("连接失败\n");
        close(connfd);
        return;
    }
    
    ssize_t writeLen;
    ssize_t readLen;
    char recvMsg[65535];
    char sendMsg[5000] = {0};
    unsigned long long totalSize = 0;
    
    while (1) {
        
        writeLen = write(connfd, sendMsg, sizeof(sendMsg));
        if (writeLen < 0) {
            printf("发送失败 errno = %d\n",errno);
            return;
        }
        else
        {
            totalSize += writeLen;
            printf("发送成功 totalSize = %zd\n",totalSize);
        }
        sleep(1);
        readLen = read(connfd, recvMsg, sizeof(recvMsg));
        if (readLen < 0) {
            printf("读取失败 errno = %d\n",errno);
            return;
        }
        else
        {
            printf("readLen:%ld\n",readLen);
        }
        
    }

客户端向服务端写5000字节以后先休眠一秒是为了将数据发送出去，确认TCP协议层已收到服务端响应的RST分节，然后再进行读操作，此时read返回-1.而不再是0；

先运行服务端，再运行客户端，客户端打印信息如下：

发送成功 totalSize = 5000

读取失败 errno = 54

#defineECONNRESET 54/* Connection reset by peer */

当一个进程向某个已收到RST的套接字执行读操作时，（此时读操作返回ECONNRESET错误）

抓包信息如下：

上述情况会引发一个问题：服务器主机进程终止或者崩溃后重启，客户端在不write的情况下不会知道，read会返回ECONNRESET错误或者超时；

解决方法用select：

1、如果对端TCP发送一个FIN（对端进程终止），那么该套接字变为可读，并且read返回0；

2、如果对端TCP发送一个RST（对端主机崩溃并重新启动），那么该套接字变为可读，并且read返回-1，而errno中含有确切的错误码；

情况三：

修改客户端程序如下，服务端不变；

运行服务端，再运行客户端程序，客户端打印连接成功，if语句开头会休眠20秒，（服务端程序里面，接收一个连接以后就close套接字然后立马退出程序了）在这期间内再次打开服务端，等待客户端的读取数据的分节到达，然后返回一个RST分节给客户端，是因为TCP接收到一个根本不存在的连接上的分节；服务器主机崩溃后重启：它的TCP丢失了崩溃前的所有连接信息，因此服务器TCP对于所有收到的来自客户的数据分节响应一个RST；

    struct sockaddr_in serverAdd;        bzero(&serverAdd, sizeof(serverAdd));    serverAdd.sin_family = AF_INET;    serverAdd.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERV_ADDR);    serverAdd.sin_port = htons(SERV_PORT);        int connfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);        int connResult = connect(connfd, (struct sockaddr *)&serverAdd, sizeof(serverAdd));    if (connResult < 0) {        printf("连接失败\n");        close(connfd);        return;    }        ssize_t writeLen;    ssize_t readLen;    char recvMsg[65535];    char sendMsg[5000] = {0};    unsigned long long totalSize = 0;        while (1) {                writeLen = write(connfd, sendMsg, sizeof(sendMsg));        if (writeLen < 0) {            printf("发送失败 errno = %d\n",errno);            return;        }        else        {            totalSize += writeLen;            printf("发送成功 totalSize = %zd\n",totalSize);        }        sleep(1);        readLen = read(connfd, recvMsg, sizeof(recvMsg));        if (readLen < 0) {            printf("读取失败 errno = %d\n",errno);            return;        }        else        {            printf("readLen:%ld\n",readLen);        }            }

抓包信息如下：