【阿里云】图像识别 智能分类识别 增加网络控制功能点(三)
一、增加网络控制功能
- 实现需求
- TCP 心跳机制解决Soket异常断开问题
二、Linux内核提供了通过sysctl命令查看和配置TCP KeepAlive参数的方法。
- 查看当前系统的TCP KeepAlive参数
- 修改TCP KeepAlive参数
三、C语言实现TCP KeepAlive功能
四、setsockopt用于设置套接字选项的系统调用
五、代码实现
六、待定
一、增加网络控制功能
Linux网络编程（TCP Socket编程实现过程）
TCP Keepalive HOWTO
实现需求：
Socket网络编程，通过Socket远程接入控制垃圾识别功能。
TCP 心跳机制解决Soket异常断开问题
Socket客户端得断开情形无非就两种情况：
- 客户端能够发送状态给服务器；正常断开，强制关闭客户端等，客户端能够做出反应。
- 客户端不能发送状态给服务器；突然断网，断电，客户端卡死等，客户端根本没机会做出反应，服务器更不了解客户端状态，导致服务器异常等待。
为了解决上述问题，引入TCP心跳包机制：
心跳包的实现，心跳包就是服务器定时向客户端发送查询信息，如果客户端有回应就代表连接正常，类似于linux系统的看门狗机制。心跳包的机制有一种方法就是采用TCP_KEEPALIVE机制，它是一种用于检测TCP连接是否存活的机制，它的原理是在一定时间内没有数据往来时，发送探测包给对方，如果对方没有响应，就认为连接已经断开。TCP_KEEPALIVE机制可以通过设置一些参数来调整，如探测时间间隔、探测次数等。
二、Linux内核提供了通过sysctl命令查看和配置TCP KeepAlive参数的方法。
在 Linux 内核中，可以通过 sysctl 命令来查看和配置 TCP KeepAlive 参数。TCP KeepAlive 是一种机制，用于在两个端点之间的连接空闲时检测连接的活跃性。
以下是一些与 TCP KeepAlive 相关的 sysctl 参数以及它们的含义：
- tcp_keepalive_time:
- 含义：TCP KeepAlive 的开始时间。表示连接空闲的时间，超过这个时间，内核开始发送 KeepAlive 消息。
- 默认值：7200 秒（2 小时）
sysctl net.ipv4.tcp_keepalive_time
- tcp_keepalive_intvl:
- 含义：两次 KeepAlive 消息之间的时间间隔。
- 默认值：75 秒
sysctl net.ipv4.tcp_keepalive_intvl
- tcp_keepalive_probes:
- 含义：在放弃连接之前发送的 KeepAlive 消息的次数。
- 默认值：9 次
sysctl net.ipv4.tcp_keepalive_probes
这些参数的配置可以通过修改 /etc/sysctl.conf 文件来实现。例如，要将 tcp_keepalive_time 设置为 600 秒，可以在 /etc/sysctl.conf 中添加如下行：
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 600
然后，可以运行以下命令使更改生效：
sysctl -p
请注意，修改这些参数可能会对系统的整体性能产生影响，因此在进行更改之前，请仔细了解每个参数的含义以及它们的默认值。
查看当前系统的TCP KeepAlive参数
sysctl net.ipv4.tcp_keepalive_time
sysctl net.ipv4.tcp_keepalive_probes
sysctl net.ipv4.tcp_keepalive_intvl
修改TCP KeepAlive参数
sysctl net.ipv4.tcp_keepalive_time=3600
三、C语言实现TCP KeepAlive功能
对于Socket而言，可以在程序中通过socket选项开启TCP KeepAlive功能，并配置参数。
对应的Socket选项分别为 SO_KEEPALIVE 、TCP_KEEPIDLE 、 TCP_KEEPCNT 、 TCP_KEEPINTVL 。
关于 setsockopt 函数的参数和相应的套接字选项以及协议的对应关系，以及对应的描述。
| setsockopt 参数 | 描述 | 对应的 Socket Level（SOL） | 对应的协议（Protocol） |
|---|---|---|---|
| SO_KEEPALIVE | 启用或禁用在套接字上发送保持活动消息。保持活动消息用于检测连接是否仍然活动。 | SOL_SOCKET | IPPROTO_TCP |
| TCP_KEEPIDLE | 指定连接在 TCP 开始发送保持活动探测之前必须空闲的时间（以秒为单位）。 | SOL_TCP | IPPROTO_TCP |
| TCP_KEEPCNT | 指定在将连接视为中断之前 TCP 应发送的最大保持活动探测次数。 | SOL_TCP | IPPROTO_TCP |
| TCP_KEEPINTVL | 指定个别保持活动探测之间的时间（以秒为单位）。 | SOL_TCP | IPPROTO_TCP |
| IPPROTO_TCP | TCP（传输控制协议）的协议级别。用于设置特定于 TCP 的套接字选项。 | N/A | IPPROTO_TCP |
setsockopt 中参数与套接字选项和协议的关系。
Socket 选项和 TCP 参数
| 选项/参数 | 描述 |
|---|---|
SO_KEEPALIVE |
启用或禁用在套接字上发送保持活动消息。保持活动消息用于检测连接是否仍然活动。 |
TCP_KEEPIDLE |
指定连接在 TCP 开始发送保持活动探测之前必须空闲的时间（以秒为单位）。 |
TCP_KEEPCNT |
指定在将连接视为中断之前 TCP 应发送的最大保持活动探测次数。 |
TCP_KEEPINTVL |
指定个别保持活动探测之间的时间（以秒为单位）。 |
setsockopt 函数是用于设置套接字选项的系统调用。下面是 setsockopt 函数的基本格式：
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);
其中：
sockfd：套接字文件描述符。level：选项所在的协议层。常用的有SOL_SOCKET（用于通用套接字选项）和特定的协议层如IPPROTO_TCP（用于 TCP 协议选项）。optname：选项名称，用于指定需要设置的具体选项。optval：指向包含选项值的缓冲区的指针。optlen：指定optval缓冲区的大小。
下面是一些常见的套接字选项和它们的作用：
-
SO_KEEPALIVE（SOL_SOCKET）- 描述：启用或禁用在套接字上发送保持活动消息。保持活动消息用于检测连接是否仍然活动。
-
TCP_KEEPIDLE（SOL_TCP）- 描述：指定连接在 TCP 开始发送保持活动探测之前必须空闲的时间（以秒为单位）。
-
TCP_KEEPCNT（SOL_TCP）- 描述：指定在将连接视为中断之前 TCP 应发送的最大保持活动探测次数。
-
TCP_KEEPINTVL（SOL_TCP）- 描述：指定个别保持活动探测之间的时间（以秒为单位）。
-
IPPROTO_TCP- 描述：TCP（传输控制协议）的协议级别。用于设置特定于 TCP 的套接字选项。
这些选项可用于控制套接字的行为，如保持连接活动、调整发送和接收缓冲区的大小等。在使用时，请注意确保提供正确的协议级别和选项名称。
int keepalive = 1; // 开启TCP KeepAlive功能
int keepidle = 5; // tcp_keepalive_time 3s内没收到数据开始发送心跳包
int keepcnt = 3; // tcp_keepalive_probes 每次发送心跳包的时间间隔,单位秒
int keepintvl = 3; // tcp_keepalive_intvl 每3s发送一次心跳包
setsockopt(client_socketfd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (void *)&keepalive, sizeof(keepalive));
setsockopt(client_socketfd, SOL_TCP, TCP_KEEPIDLE, (void *)&keepidle, sizeof(keepidle));
setsockopt(client_socketfd, SOL_TCP, TCP_KEEPCNT, (void *)&keepcnt, sizeof(keepcnt));
setsockopt(client_socketfd, SOL_TCP, TCP_KEEPINTVL, (void *)&keepintvl, sizeof(keepintvl));
五、代码实现
mysocket.h
#ifndef __MYSOCKET__H
#define __MYSOCKET__H
#include mysocket.c
#include "mysocket.h"
int socket_init(const char *ipaddr, const char *port)
{
int server_fd = -1;
struct sockaddr_in server_addr;
memset(&server_addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
// 创建服务器套接字
server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (server_fd == -1) {
perror("Socket creation failed");
return -1;
}
// 设置服务器地址结构
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_port = htons(port);
// server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
inet_aton(ipaddr, &server_addr.sin_addr);
// 绑定服务器套接字
if (bind(server_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {
perror("Binding failed");
return -1;
}
// 监听传入的连接请求
if (listen(server_fd, 1) == 0) { //只监听1个连接，排队扔垃圾
printf("Listening for incoming connections...\n");
} else {
perror("Listening failed");
return -1;
}
return server_fd;
}
main.c
#include