linux网络编程常见socket错误分析

2013/11/21 17:00
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常见socket错误码

EINTR:
阻塞的操作被取消阻塞的调用打断。如设置了发送接收超时,就会遇到这种错误。
只能针对阻塞模式的socket。读,写阻塞的socket时,-1返回,错误号为INTR。另外,如果出现EINTR即errno为4,错误描述Interrupted system call,操作也应该继续。如果recv的返回值为0,那表明连接已经断开,接收操作也应该结束。
 
ETIMEOUT:
1、操作超时。一般设置了发送接收超时,遇到网络繁忙的情况,就会遇到这种错误。
2、服务器做了读数据做了超时限制,读时发生了超时。
3、错误被描述为“connect time out”,即“连接超时”,这种情况一般发生在服务器主机崩溃。此时客户 TCP 将在一定时间内(依具体实现)持续重发数据分节,试图从服务 TCP 获得一个 ACK 分节。当最终放弃尝试后(此时服务器未重新启动),内核将会向客户进程返回 ETIMEDOUT 错误。如果某个中间路由器判定该服务器主机已经不可达,则一般会响应“destination unreachable”-“目的地不可达”的ICMP消息,相应的客户进程返回的错误是 EHOSTUNREACH 或ENETUNREACH。当服务器重新启动后,由于 TCP 状态丢失,之前所有的连接信息也不存在了,此时对于客户端发来请求将回应 RST。如果客户进程对检测服务器主机是否崩溃很有必要,要求即使客户进程不主动发送数据也能检测出来,那么需要使用其它技术,如配置 SO_KEEPALIVE Socket 选项,或实现某些心跳函数。
 
EAGAIN:
1、Send返回值小于要发送的数据数目,会返回EAGAIN和EINTR。
2、recv 返回值小于请求的长度时说明缓冲区已经没有可读数据,但再读不一定会触发EAGAIN,有可能返回0表示TCP连接已被关闭。
3、当socket是非阻塞时,如返回此错误,表示写缓冲队列已满,可以做延时后再重试.
4、在Linux进行非阻塞的socket接收数据时经常出现Resource temporarily unavailable,errno代码为11(EAGAIN),表明在非阻塞模式下调用了阻塞操作,在该操作没有完成就返回这个错误,这个错误不会破坏socket的同步,不用管它,下次循环接着recv就可以。对非阻塞socket而言,EAGAIN不是一种错误。
 
EWOULDBLOCK:EAGAIN (POSIX.1-2001 allows)
资源暂时不可用。这个错误是从对非阻塞socket进行的不能立即结束的操作返回的,如当没有数据在队列中可以读时,调用recv。并不是fatal错误,稍后操作可以被重复。调用在一个非阻塞的SOCK_STREAM socket 上调用connect时会产生这个错误,因为有时连接建立必须消耗一定的时间。

EPIPE:
1、Socket 关闭,但是socket号并没有置-1。继续在此socket上进行send和recv,就会返回这种错误。这个错误会引发SIGPIPE信号,系统会将产生此EPIPE错误的进程杀死。所以,一般在网络程序中,首先屏蔽此消息,以免发生不及时设置socket进程被杀死的情况。
2、write(..) on a socket that has been closed at the other end will cause a SIGPIPE.
3、错误被描述为“broken pipe”,即“管道破裂”,这种情况一般发生在客户进程不理会(或未及时处理)Socket 错误,继续向服务 TCP 写入更多数据时,内核将向客户进程发送 SIGPIPE 信号,该信号默认会使进程终止(此时该前台进程未进行 core dump)。结合上边的 ECONNRESET 错误可知,向一个 FIN_WAIT2 状态的服务 TCP(已 ACK 响应 FIN 分节)写入数据不成问题,但是写一个已接收了 RST 的 Socket 则是一个错误。
 
ECONNREFUSED:
1、拒绝连接。一般发生在连接建立时。
拔服务器端网线测试,客户端设置keep alive时,recv较快返回0, 先收到ECONNREFUSED (Connection refused)错误码,其后都是ETIMEOUT。
2、an error returned from connect(), so it can only occur in a client (if a client is defined as the party that initiates the connection
 
ECONNRESET:
1、在客户端服务器程序中,客户端异常退出,并没有回收关闭相关的资源,服务器端会先收到ECONNRESET错误,然后收到EPIPE错误。
2、连接被远程主机关闭。有以下几种原因:远程主机停止服务,重新启动;当在执行某些操作时遇到失败,因为设置了“keep alive”选项,连接被关闭,一般与ENETRESET一起出现。
3、远程端执行了一个“hard”或者“abortive”的关闭。应用程序应该关闭socket,因为它不再可用。当执行在一个UDP socket上时,这个错误表明前一个send操作返回一个ICMP“port unreachable”信息。
4、如果client关闭连接,server端的select并不出错(不返回-1,使用select对唯一一个socket进行non- blocking检测),但是写该socket就会出错,用的是send.错误号:ECONNRESET.读(recv)socket并没有返回错误。
5、该错误被描述为“connection reset by peer”,即“对方复位连接”,这种情况一般发生在服务进程较客户进程提前终止。当服务进程终止时会向客户 TCP 发送 FIN 分节,客户 TCP 回应 ACK,服务 TCP 将转入 FIN_WAIT2 状态。此时如果客户进程没有处理该 FIN (如阻塞在其它调用上而没有关闭 Socket 时),则客户 TCP 将处于 CLOSE_WAIT 状态。当客户进程再次向 FIN_WAIT2 状态的服务 TCP 发送数据时,则服务 TCP 将立刻响应 RST。一般来说,这种情况还可以会引发另外的应用程序异常,客户进程在发送完数据后,往往会等待从网络IO接收数据,很典型的如 read 或 readline 调用,此时由于执行时序的原因,如果该调用发生在 RST 分节收到前执行的话,那么结果是客户进程会得到一个非预期的 EOF 错误。此时一般会输出“server terminated prematurely”-“服务器过早终止”错误。

ECONNABORTED:
1、软件导致的连接取消。一个已经建立的连接被host方的软件取消,原因可能是数据传输超时或者是协议错误。
2、该错误被描述为“software caused connection abort”,即“软件引起的连接中止”。原因在于当服务和客户进程在完成用于 TCP 连接的“三次握手”后,客户 TCP 却发送了一个 RST (复位)分节,在服务进程看来,就在该连接已由 TCP 排队,等着服务进程调用 accept 的时候 RST 却到达了。POSIX 规定此时的 errno 值必须 ECONNABORTED。源自 Berkeley 的实现完全在内核中处理中止的连接,服务进程将永远不知道该中止的发生。服务器进程一般可以忽略该错误,直接再次调用accept。
当TCP协议接收到RST数据段,表示连接出现了某种错误,函数read将以错误返回,错误类型为ECONNERESET。并且以后所有在这个套接字上的读操作均返回错误。错误返回时返回值小于0。

连接过程出错分析

(1) 如果客户机TCP协议没有接收到对它的SYN数据段的确认,函数以错误返回,错误类型为ETIMEOUT。通常TCP协议在发送SYN数据段失败之后,会多次发送SYN数据段,在所有的发送都高中失败之后,函数以错误返回。
注:SYN(synchronize)位:请求连接。TCP用这种数据段向对方TCP协议请求建立连接。在这个数据段中,TCP协议将它选择的初始序列号通知对方,并且与对方协议协商最大数据段大小。SYN数据段的序列号为初始序列号,这个SYN数据段能够被确认。当协议接收到对这个数据段的确认之后,建立TCP连接。
(2) 如果远程TCP协议返回一个RST数据段,函数立即以错误返回,错误类型为ECONNREFUSED。当远程机器在SYN数据段指定的目的端口号处没有服务进程在等待连接时,远程机器的TCP协议将发送一个RST数据段,向客户机报告这个错误。客户机的TCP协议在接收到RST数据段后不再继续发送SYN数据段,函数立即以错误返回。
注:RST(reset)位:表示请求重置连接。当TCP协议接收到一个不能处理的数据段时,向对方TCP协议发送这种数据段,表示这个数据段所标识的连接出现了某种错误,请求TCP协议将这个连接清除。有3种情况可能导致TCP协议发送RST数据段:(1)SYN数据段指定的目的端口处没有接收进程在等待;(2)TCP协议想放弃一个已经存在的连接;(3)TCP接收到一个数据段,但是这个数据段所标识的连接不存在。接收到RST数据段的TCP协议立即将这条连接非正常地断开,并向应用程序报告错误。
(3) 如果客户机的SYN数据段导致某个路由器产生“目的地不可到达”类型的ICMP消息,函数以错误返回,错误类型为EHOSTUNREACH或ENETUNREACH。通常TCP协议在接收到这个ICMP消息之后,记录这个消息,然后继续几次发送SYN数据段,在所有的发送都告失败之后,TCP协议检查这个ICMP消息,函数以错误返回。
注:ICMP:Internet 消息控制协议。Internet的运行主要是由Internet的路由器来控制,路由器完成IP数据包的发送和接收,如果发送数据包时发生错误,路由器使用 ICMP协议来报告这些错误。
调用函数connect的过程中,当客户机TCP协议发送了SYN数据段的确认之后,TCP状态由CLOSED状态转为SYN_SENT状态,在接收到对 SYN数据段的确认之后,TCP状态转换成ESTABLISHED状态,函数成功返回。如果调用函数connect失败,应该用close关闭这个套接字描述符,不能再次使用这个套接字描述符来调用函数connect。
 
connect函数的出错处理:
(1)ETIMEOUT-connection timed out 目的主机不存在,没有返回任何相应,例如主机关闭
(2)ECONNREFUSED-connection refused(硬错)到达目的主机后,由于各种原因建立不了连接,主机返回RST(复位)响应,例如主机监听进程未启用,tcp取消连接等
(3)EHOSTTUNREACH-no route to host(软错)路由上引发了一个目的地不可达的ICMP错误
 
其中(1)(3),客户端会进行定时多次重试,一定次数后才返回错误。另外,当connect连接失败时,sockfd套接口不可用,必须关闭后重新socket分配才行。

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