C: время ожидания сокета

Question

У меня есть простая программа, чтобы проверить, открыт ли порт, но я хочу сократить продолжительность тайм-аута на соединении с сокетом, потому что значение по умолчанию слишком длинное. Я не уверен, как это сделать, хотя. Вот код:

#include <sys/socket.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <netdb.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char **argv) {
    u_short port;                /* user specified port number */
    char addr[1023];             /* will be a copy of the address entered by u */
    struct sockaddr_in address;  /* the libc network address data structure */
    short int sock = -1;         /* file descriptor for the network socket */

    if (argc != 3) {
        fprintf(stderr, "Usage %s <port_num> <address>", argv[0]);
        return EXIT_FAILURE;
    }

    address.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[2]); /* assign the address */
    address.sin_port = htons(atoi(argv[2]));            /* translate int2port num */

    sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (connect(sock,(struct sockaddr *)&address,sizeof(address)) == 0) {
        printf("%i is open\n", port);
    }  
    close(sock);
    return 0;
}

Answer 1

Установите неблокирование сокета и используйте select() (который принимает параметр тайм-аута). Если неблокирующий сокет пытается подключиться, то select() будет указывать, что сокет доступен для записи после завершения connect() (успешно или неудачно). Затем вы используете getsockopt() для определения результата connect():

int main(int argc, char **argv) {
    u_short port;                /* user specified port number */
    char *addr;                  /* will be a pointer to the address */
    struct sockaddr_in address;  /* the libc network address data structure */
    short int sock = -1;         /* file descriptor for the network socket */
    fd_set fdset;
    struct timeval tv;

    if (argc != 3) {
        fprintf(stderr, "Usage %s <port_num> <address>\n", argv[0]);
        return EXIT_FAILURE;
    }

    port = atoi(argv[1]);
    addr = argv[2];

    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = inet_addr(addr); /* assign the address */
    address.sin_port = htons(port);            /* translate int2port num */

    sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    fcntl(sock, F_SETFL, O_NONBLOCK);

    connect(sock, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address));

    FD_ZERO(&fdset);
    FD_SET(sock, &fdset);
    tv.tv_sec = 10;             /* 10 second timeout */
    tv.tv_usec = 0;

    if (select(sock + 1, NULL, &fdset, NULL, &tv) == 1)
    {
        int so_error;
        socklen_t len = sizeof so_error;

        getsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_ERROR, &so_error, &len);

        if (so_error == 0) {
            printf("%s:%d is open\n", addr, port);
        }
    }

    close(sock);
    return 0;
}

Answer 2

Эта статья может помочь: http://developerweb.net/viewtopic.php?id=3196. Похоже, вы переводите сокет в неблокирующий режим, пока не подключитесь, а затем снова установите его в режим блокировки после установления соединения.

Answer 3

Ответы об использовании select() / poll() верны, и код должен быть написан таким образом, чтобы он был переносимым.

Однако, поскольку вы работаете в Linux, вы можете сделать это:

int synRetries = 2; // Send a total of 3 SYN packets => Timeout ~7s
setsockopt(fd, IPPROTO_TCP, TCP_SYNCNT, &synRetries, sizeof(synRetries));

См. man 7 tcp и man setsockopt.

Я использовал это для ускорения времени ожидания подключения в программе, которую мне нужно было быстро исправить. Взломать его по таймауту через select() / poll() было невозможно.

Answer 4

Этот параметр имеет параметризованный IP, порт, время ожидания в секундах, обрабатывает ошибки соединения и дает вам время соединения в миллисекундах:

#include <sys/socket.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <netdb.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>

int main(int argc, char **argv) {
    struct sockaddr_in addr_s;
    char *addr;
    short int fd=-1;
    int port;
    fd_set fdset;
    struct timeval tv;
    int rc;
    int so_error;
    socklen_t len;
    struct timespec tstart={0,0}, tend={0,0};
    int seconds;

    if (argc != 4) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <ip> <port> <timeout_seconds>\n", argv[0]);
        return 1;
    }

    addr = argv[1];
    port = atoi(argv[2]);
    seconds = atoi(argv[3]);

    addr_s.sin_family = AF_INET; // utilizzo IPv4
    addr_s.sin_addr.s_addr = inet_addr(addr);
    addr_s.sin_port = htons(port);

    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &tstart);

    fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    fcntl(fd, F_SETFL, O_NONBLOCK); // setup non blocking socket

    // make the connection
    rc = connect(fd, (struct sockaddr *)&addr_s, sizeof(addr_s));
    if ((rc == -1) && (errno != EINPROGRESS)) {
        fprintf(stderr, "Error: %s\n", strerror(errno));
        close(fd);
        return 1;
    }
    if (rc == 0) {
        // connection has succeeded immediately
        clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &tend);
        printf("socket %s:%d connected. It took %.5f seconds\n",
            addr, port, (((double)tend.tv_sec + 1.0e-9*tend.tv_nsec) - ((double)tstart.tv_sec + 1.0e-9*tstart.tv_nsec)));

        close(fd);
        return 0;
    } /*else {
        // connection attempt is in progress
    } */

    FD_ZERO(&fdset);
    FD_SET(fd, &fdset);
    tv.tv_sec = seconds;
    tv.tv_usec = 0;

    rc = select(fd + 1, NULL, &fdset, NULL, &tv);
    switch(rc) {
    case 1: // data to read
        len = sizeof(so_error);

        getsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_ERROR, &so_error, &len);

        if (so_error == 0) {
            clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &tend);
            printf("socket %s:%d connected. It took %.5f seconds\n",
                addr, port, (((double)tend.tv_sec + 1.0e-9*tend.tv_nsec) - ((double)tstart.tv_sec + 1.0e-9*tstart.tv_nsec)));
            close(fd);
            return 0;
        } else { // error
            printf("socket %s:%d NOT connected: %s\n", addr, port, strerror(so_error));
        }
        break;
    case 0: //timeout
        fprintf(stderr, "connection timeout trying to connect to %s:%d\n", addr, port);
        break;
    }

    close(fd);
    return 0;
}

Answer 5

Что-то не так с решением Науэля Греко , кроме ошибки компиляции?

Если я меняю одну строку

// Compilation error
setsockopt(fd, SO_SNDTIMEO, &timeout, sizeof(timeout));

до

// Fixed?
setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, &timeout, sizeof(timeout));

тогда, кажется, работает как объявлено - socket() возвращает ошибку тайм-аута.

Результирующий код:

struct timeval timeout;
timeout.tv_sec  = 7;  // after 7 seconds connect() will timeout
timeout.tv_usec = 0;
setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, &timeout, sizeof(timeout));
connect(...)

Я не достаточно разбираюсь в том, чтобы понять, каковы компромиссы между таймаутом отправки и неблокирующим сокетом, но мне интересно узнать.

Answer 6

В Linux вы также можете использовать:

struct timeval timeout;
timeout.tv_sec  = 7;  // after 7 seconds connect() will timeout
timeout.tv_usec = 0;
setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, &timeout, sizeof(timeout));
connect(...)

Не забудьте очистить SO_SNDTIMEO после connect(), если вам это не нужно.