Linux下connect超时处理【总结】

时间 2019-11-06

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一、前言html

　　最近在写一个测试工具，要求快速的高效率的扫描出各个服务器开放了哪些端口。当时想了一下，ping只能检测ip，判断服务器的网络是连通的，而不能判断是否开放了端口。咱们知道端口属于网络的传输层，所以须要用ip和端口来探测，这个时候就能够用connect来探测一下，针对TCP协议，connect函数要进行TCP三次握手，若是connect成功，则说明服务器开放了某个端口，若是connect失败，则说明服务器没有开放某个端口。而connect失败是经过超时来控制的，在规定的时间内，connect会发起屡次链接，一直执行到超时，才返回错误。默认状况下，connect是阻塞的，并且默认的超时时间为75s，正常状况下，检测网络的连通性都是毫秒级，若是要判断10万台服务器的，用阻塞的默认的connect去作，效率很是低下。所以采用非阻塞的connect，并且须要自定义超时间（我自定义超时时间为5s）。linux

二、非阻塞connect服务器

　　对于阻塞式套接字，调用connect函数将激发TCP的三次握手过程，并且仅在链接创建成功或者出错时才返回；对于非阻塞式套接字，若是调用connect函数会之间返回-1（表示出错），且错误为EINPROGRESS，表示链接创建，创建启动可是还没有完成；若是返回0，则表示链接已经创建，这一般是在服务器和客户在同一台主机上时发生。网络

　　select是一种IO多路复用机制，它容许进程指示内核等待多个事件的任何一个发生，而且在有一个或者多个事件发生或者经历一段指定的时间后才唤醒它。connect自己并不具备设置超时功能，若是想对套接字的IO操做设置超时，可以使用select函数。socket

　　对于select和非阻塞connect，注意两点：[1] 当链接成功创建时，描述符变成可写； [2] 当链接创建遇到错误时，描述符变为便可读，也可写，遇到这种状况，可调用getsockopt函数。函数

三、实现步骤工具

（1）建立socket，并利用fcntl将其设置为非阻塞测试

（2）调用connect函数，若是返回0，则链接创建；若是返回-1，检查errno ，若是值为 EINPROGRESS，则链接正在创建。spa

（3）为了控制链接创建时间，将该socket描述符加入到select的可读可写集合中，采用select函数设定超时。code

（4）若是规定时间内成功创建，则描述符变为可写；不然，采用getsockopt函数捕获错误信息

（5）恢复套接字的文件状态并返回。

测试代码以下所示：

  1 #include <stdio.h>
  2 #include <stdlib.h>
  3 #include <string.h>
  4 #include <unistd.h>
  5 #include <sys/types.h>          /* See NOTES */
  6 #include <sys/socket.h>
  7 #include <netinet/in.h>
  8 #include <fcntl.h>
  9 #include <errno.h>
 10 
 11 int main(int argc, char **argv)
 12 {
 13     if (argc < 3) {
 14         printf("please input ip and port, for example ./main 120.12.34.56 80.\n");
 15         return -1;
 16     }
 17 
 18     
 19     char *ipaddr = argv[1];
 20     unsigned int port = atoi(argv[2]);
 21 
 22     int fd = 0;
 23     struct sockaddr_in  addr;
 24     fd_set fdr, fdw;
 25     struct timeval timeout;
 26     int err = 0;
 27     int errlen = sizeof(err);
 28 
 29     fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
 30     if (fd < 0) {
 31         fprintf(stderr, "create socket failed,error:%s.\n", strerror(errno));
 32         return -1;
 33     }
 34 
 35     bzero(&addr, sizeof(addr));
 36     addr.sin_family = AF_INET;
 37     addr.sin_port = htons(port);
 38     inet_pton(AF_INET, ipaddr, &addr.sin_addr);
 39 
 40     /*设置套接字为非阻塞*/
 41     int flags = fcntl(fd, F_GETFL, 0);
 42     if (flags < 0) {
 43         fprintf(stderr, "Get flags error:%s\n", strerror(errno));
 44         close(fd);
 45         return -1;
 46     }
 47     flags |= O_NONBLOCK;
 48     if (fcntl(fd, F_SETFL, flags) < 0) {
 49         fprintf(stderr, "Set flags error:%s\n", strerror(errno));
 50         close(fd);
 51         return -1;
 52     }
 53 
 54     /*阻塞状况下linux系统默认超时时间为75s*/
 55     int rc = connect(fd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));
 56     if (rc != 0) {
 57         if (errno == EINPROGRESS) {
 58             printf("Doing connection.\n");
 59             /*正在处理链接*/
 60             FD_ZERO(&fdr);
 61             FD_ZERO(&fdw);
 62             FD_SET(fd, &fdr);
 63             FD_SET(fd, &fdw);
 64             timeout.tv_sec = 10;
 65             timeout.tv_usec = 0;
 66             rc = select(fd + 1, &fdr, &fdw, NULL, &timeout);
 67             printf("rc is: %d\n", rc);
 68             /*select调用失败*/
 69             if (rc < 0) {
 70                 fprintf(stderr, "connect error:%s\n", strerror(errno));
 71                 close(fd);
 72                 return -1;
 73             }
 74             
 75             /*链接超时*/
 76             if (rc == 0) {
 77                 fprintf(stderr, "Connect timeout.\n");
 78                 close(fd);
 79                 return -1;
 80             }
 81             /*[1] 当链接成功创建时，描述符变成可写,rc=1*/
 82             if (rc == 1 && FD_ISSET(fd, &fdw)) {
 83                 printf("Connect success\n");
 84                 close(fd);
 85                 return 0;
 86             }
 87             /*[2] 当链接创建遇到错误时，描述符变为便可读，也可写，rc=2 遇到这种状况，可调用getsockopt函数*/
 88             if (rc == 2) {
 89                 if (getsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_ERROR, &err, &errlen) == -1) {
 90                     fprintf(stderr, "getsockopt(SO_ERROR): %s", strerror(errno));
 91                     close(fd);
 92                     return -1;
 93 
 94                 }
 95 
 96                 if (err) {
 97                     errno = err;
 98                     fprintf(stderr, "connect error:%s\n", strerror(errno));
 99                     close(fd);
100                     return -1;
101 
102                 }
103             }
104 
105         } 
106         fprintf(stderr, "connect failed, error:%s.\n", strerror(errno));
107         return -1;
108     } 
109     return 0;
110 }

四、参考资料

http://dongxicheng.org/network/non-block-connect-implemention/

http://www.cnblogs.com/flyxiang2010/archive/2010/12/17/1909051.html