网络编程的难度在于异常状况的处理。
在前面学习 TCP 协议的时候，我们就分析过各种连接异常，断开异常等等，大家要把各种情况烂记于心。本文我们探讨一种比较特殊的情况，即客户端连接建立成功后（进入 ESTABLISHED 状态），立即关闭连接退出。而此时服务器中的 accept 函数还没调用或者还没有返回。
1. 实验代码
1.1 代码托管地址
git clone
如果你已经 clone 过这个代码了，请使用 git pull 更新一下。
1.2 程序路径
unp/program/echo/exception_accept
1.3 代码说明
这一份程序主要基于 ehch/basic 进行了少量的修改，大家在阅读后面解释的时候，记得对照着源代码看。修改内容主要有以下几个地方：
- 添加了一个命令行参数选项
-r
如果指定该选项，表示客户端以异常方式关闭连接，关闭时直接发送 RST 段给对方；服务器会在 accept 前等待 10 秒。'-r' 选项对应程序中 Options 的 isLinger 字段。
- accept 函数调用处修改为：
// 模拟异常，在 accept 前收到 RST 报文
if (g_option.isLinger) sleep(10);
cliaddrlen = sizeof cliaddr;
sockfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&cliaddr, &cliaddrlen);
if (sockfd < 0) {
// 添加了一行错误处理，如果在 accept 前收到 RST，可能会出现此错误，这依赖于操作系统实现。
if (errno == ECONNABORTED) puts("accept: connect reset by peer");
ERR_EXIT("accept");
}
- 服务器 doServer 少量修改
else if (nr < 0) {
// 如果 readline 返回小于 0，判断是否是因为收到 RST
if (errno == ECONNRESET) {
puts("readline: reset by peer");
break;
}
ERR_EXIT("readline");
}- 客户端修改为以下代码
void client_routine() {
// 省略无关内容
// 创建 linger 对象
struct linger lgr;
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sockfd < 0) ERR_EXIT("socket");
// 如果命令行指定了 '-r' 选项，就为套接字打开 SO_LINGER 选项
// 这个知识点由于还没讲到，所以大家现在就认为只要执行了下面这段程序，客户端在 close 的时候不是发送 FIN，而是 RST.
if (g_option.isLinger) {
lgr.l_onoff = 1;
lgr.l_linger = 0;
ret = setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_LINGER, &lgr, sizeof lgr);
if (ret < 0) ERR_EXIT("set linger");
}
ret = connect(sockfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof servaddr);
if (ret < 0) ERR_EXIT("connect");
// 如果命令行指定了 '-r' 选项，测试连接成功后立即发送 RST
if (g_option.isLinger) {
puts("connect successful, now exiting...");
close(sockfd);
return;
}
// ...2. 实验步骤
- 在 sun 主机上，打开 Linux 的抓包工具 tcpdump，这个工具之前没有教大家使用过，因为之前我们一直用的 OmniPeek，它比较适合初学者。现在我们已经算是半个入门者了，在 Linux 下使用 tcpdump 压力不大。
/*
* sudo tcpdump, 表示需要 root 权限运行
* (tcp) [-ttt] [-i ens33] and (host sun) and (port 8000)
* and 表示使用与的方式进行过滤
* tcp 表示只抓取 tcp 包
* [-ttt] [-i ens33] 是可选项，意思就是可以不写
* -i ens33 表示使用 ens33 这个网卡。如何查看你的网卡名称？使用 ifconfig 命令就能看见。
* host sun 表示只抓取 sun 这台机器上的数据包，你也可以使用 ip 地址而不是主机名
* port 8000 表示只抓取目的端口或源端口 8000 上的数据包
*/
$ sudo tcpdump tcp -ttt -i ens33 and host sun and port 8000
- 在 sun 主机上打开服务器，记得打开
'-r' 选项
$ ./echo -s -h sun -r
- 在 flower 主机上打开客户端，记得打开
'-r' 选项
$ ./echo -h sun -r
3. 实验结果
- 服务器
图1 服务器在 readline 处收到异常
- 客户端
图2 客户端 connect 成功后立即发送 RST
- tcpdump
图3 sun 主机（服务器端）上抓取的数据
- 结果分析
我使用的 Linux 内核版本是 3.10，CentOS 7。很遗憾的是，并没有在 accept 函数处捕捉到异常。反而程序在第一次 readline 的时候，返回了错误。
先来看看图 3，我简化一下：
// 左侧时间表示时间差，距离上一个报文多久后发送的
(1) 0 ms: flower -> sun: [S], seq
(2) 0.127 ms: sun -> flower: [S], seq, ack
(3) 11.55 ms: flower -> sun: [.], ack
(4) 0.065
可以看到，flower 主机（客户端）在三次握手完成后，立即发送了一个 RST 段（4 号数据包）。而此时，服务器还未执行 accept（正处于 10 s 等待中），sleep 返回后，立即 accept，不幸的是，accept 成功返回了！！！服务器并没有因为收到了 RST 段让 accept 报错。
实际上，这是由操作系统实现来决定的，有些操作系统可能在 accept 时，悄无声息的把这个连接给 kill 掉，有些可能会让 accept 返回 ECONNABORTED。man 手册上给出的解释是：不同的 Linux 内核也可能会返回 ECONNABORTED。
不过，服务器在接收到 RST 后，在 readline 时做出了响应，它返回了一个 ECONNRESET 错误。
4. 总结
- 掌握服务器接收到 RST 时，accept 和 read 的行为。
