linux socket连接状态

基础概念

Linux中的socket是一种通信机制，允许不同进程或计算机之间通过网络进行数据交换。Socket连接状态指的是socket在通信过程中的不同阶段和情况。

类型

流式Socket（TCP）：提供可靠的、面向连接的字节流服务。
数据报Socket（UDP）：提供无连接的、不可靠的数据报服务。

应用场景

Web服务器：使用TCP socket处理HTTP请求。
实时通信：如聊天应用，可以使用UDP socket实现低延迟的消息传递。
文件传输：通过TCP socket确保文件传输的完整性。

连接状态

Linux socket连接状态主要包括以下几种：

LISTEN：服务器端的socket处于监听状态，等待客户端的连接请求。
ESTABLISHED：客户端和服务器之间的连接已经建立，可以进行数据传输。
CLOSE_WAIT：服务器端已经接收到客户端的FIN请求，等待本地应用程序关闭连接。
TIME_WAIT：客户端发送完FIN请求后，等待一段时间确保服务器端收到ACK。
LAST_ACK：服务器端发送完FIN请求后，等待客户端的ACK。

常见问题及解决方法

问题：为什么socket连接状态一直是LISTEN？

原因：

服务器端程序没有正确启动或配置。
端口号被其他程序占用。
防火墙或安全组设置阻止了连接。

解决方法：

检查服务器端程序是否正常运行。
使用netstat -an | grep <端口号>检查端口占用情况。
检查防火墙和安全组设置，确保允许相应端口的流量。

问题：为什么socket连接状态是CLOSE_WAIT？

原因：

服务器端程序没有正确关闭连接。
客户端发送了FIN请求，但服务器端没有响应。

解决方法：

确保服务器端程序在处理完请求后正确关闭连接。
检查服务器端日志，查找是否有异常或错误信息。

问题：为什么socket连接状态是TIME_WAIT？

原因：

客户端发送完FIN请求后，等待一段时间确保服务器端收到ACK。

解决方法：

这是正常现象，通常不需要特别处理。如果需要减少TIME_WAIT状态的持续时间，可以调整内核参数，例如：
这是正常现象，通常不需要特别处理。如果需要减少TIME_WAIT状态的持续时间，可以调整内核参数，例如：

示例代码

以下是一个简单的TCP服务器和客户端的示例代码：

服务器端（server.c）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>

#define PORT 8080
#define BUFFER_SIZE 1024

int main() {
    int server_fd, new_socket;
    struct sockaddr_in address;
    int addrlen = sizeof(address);
    char buffer[BUFFER_SIZE] = {0};
    const char *hello = "Hello from server";

    // 创建socket
    if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 绑定地址和端口
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(PORT);

    if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 监听连接
    if (listen(server_fd, 3) < 0) {
        perror("listen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 接受连接
    if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen)) < 0) {
        perror("accept");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 发送数据
    send(new_socket, hello, strlen(hello), 0);
    printf("Hello message sent\n");

    // 关闭连接
    close(new_socket);
    close(server_fd);

    return 0;
}

客户端（client.c）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>

#define PORT 8080
#define BUFFER_SIZE 1024

int main() {
    struct sockaddr_in serv_addr;
    int sock = 0;
    char buffer[BUFFER_SIZE] = {0};

    // 创建socket
    if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        printf("\n Socket creation error \n");
        return -1;
    }

    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(PORT);

    // 将IP地址从字符串转换为网络字节顺序的二进制形式
    if (inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr) <= 0) {
        printf("\nInvalid address/ Address not supported \n");
        return -1;
    }

    // 连接到服务器
    if (connect(sock, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
        printf("\nConnection Failed \n");
        return -1;
    }

    // 接收数据
    read(sock, buffer, BUFFER_SIZE);
    printf("%s\n", buffer);

    // 关闭连接
    close(sock);

    return 0;
}