Jak długo adres lokalnego gniazda TCP, który został powiązany, jest niedostępny po zamknięciu?

W systemie Linux (moje serwery na żywo są w wersji RHEL 5.5 - poniższe łącza LXR dotyczą wersji jądra), man 7 ipmówi:

Powiązany adres lokalnego gniazda TCP jest niedostępny przez pewien czas po zamknięciu, chyba że ustawiono flagę SO_REUSEADDR.

Nie używam SO_REUSEADDR. Jak długo trwa „jakiś czas”? Jak mogę dowiedzieć się, jak długo to trwa i jak mogę to zmienić?

Rozglądam się po tym i znalazłem kilka drobiazgów informacji, z których żadne tak naprawdę nie wyjaśnia tego z perspektywy programisty aplikacji. To znaczy:

• TCP_TIMEWAIT_LEN w net/tcp.hto „jak długo czekać, aby zniszczyć stan CZAS OCZEKIWANIA”, i jest ustawiony na „około 60 sekund”
• / proc / sys / net / ipv4 / tcp_fin_timeout to „Czas na utrzymanie gniazda w stanie FIN-WAIT-2, jeśli został zamknięty przez naszą stronę”, a „Domyślna wartość to 60 sekund”

Tam, gdzie potykam się, jest wypełnianie luki między modelem jądra cyklu życia TCP a modelem portów programisty niedostępnym, to znaczy w zrozumieniu, w jaki sposób te stany odnoszą się do „pewnego czasu”.

Uważam, że idea, że ​​gniazdo jest niedostępne dla programu, polega na umożliwieniu dotarcia segmentów danych TCP wciąż będących w tranzycie i odrzucenia ich przez jądro. Oznacza to, że aplikacja może wywoływać close(2)na gnieździe, ale opóźnienia routingu lub nieszczęścia w celu kontrolowania pakietów lub co możesz pozwolić drugiej stronie połączenia TCP na wysyłanie danych przez pewien czas. Aplikacja wskazała, że ​​nie chce już zajmować się segmentami danych TCP, dlatego jądro powinno je po prostu odrzucić, gdy tylko się pojawią.

Zhakowałem mały program w C, który możesz skompilować i użyć, aby sprawdzić, jak długi jest limit czasu:

#include <stdio.h>        /* fprintf() */
#include <string.h>       /* strerror() */
#include <errno.h>        /* errno */
#include <stdlib.h>       /* strtol() */
#include <signal.h>       /* signal() */
#include <sys/time.h>     /* struct timeval */
#include <unistd.h>       /* read(), write(), close(), gettimeofday() */
#include <sys/types.h>    /* socket() */
#include <sys/socket.h>   /* socket-related stuff */
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>    /* inet_ntoa() */
float elapsed_time(struct timeval before, struct timeval after);
int
main(int ac, char **av)
{
        int opt;
        int listen_fd = -1;
        unsigned short port = 0;
        struct sockaddr_in  serv_addr;
        struct timeval before_bind;
        struct timeval after_bind;

        while (-1 != (opt = getopt(ac, av, "p:"))) {
                switch (opt) {
                case 'p':
                        port = (unsigned short)atoi(optarg);
                        break;
                }
        }

        if (0 == port) {
                fprintf(stderr, "Need a port to listen on\n");
                return 2;
        }

        if (0 > (listen_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0))) {
                fprintf(stderr, "Opening socket: %s\n", strerror(errno));
                return 1;
        }

        memset(&serv_addr, '\0', sizeof(serv_addr));
        serv_addr.sin_family      = AF_INET;
        serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
        serv_addr.sin_port        = htons(port);

        gettimeofday(&before_bind, NULL);
        while (0 > bind(listen_fd, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr))) {
                fprintf(stderr, "binding socket to port %d: %s\n",
                        ntohs(serv_addr.sin_port),
                        strerror(errno));

                sleep(1);
        }
        gettimeofday(&after_bind, NULL);
        printf("bind took %.5f seconds\n", elapsed_time(before_bind, after_bind));

        printf("# Listening on port %d\n", ntohs(serv_addr.sin_port));
        if (0 > listen(listen_fd, 100)) {
                fprintf(stderr, "listen() on fd %d: %s\n",
                        listen_fd,
                        strerror(errno));
                return 1;
        }

        {
                struct sockaddr_in  cli_addr;
                struct timeval before;
                int newfd;
                socklen_t clilen;

                clilen = sizeof(cli_addr);

                if (0 > (newfd = accept(listen_fd, (struct sockaddr *)&cli_addr, &clilen))) {
                        fprintf(stderr, "accept() on fd %d: %s\n", listen_fd, strerror(errno));
                        exit(2);
                }
                gettimeofday(&before, NULL);
                printf("At %ld.%06ld\tconnected to: %s\n",
                        before.tv_sec, before.tv_usec,
                        inet_ntoa(cli_addr.sin_addr)
                );
                fflush(stdout);

                while (close(newfd) == EINTR) ;
        }

        if (0 > close(listen_fd))
                fprintf(stderr, "Closing socket: %s\n", strerror(errno));

        return 0;
}
float
elapsed_time(struct timeval before, struct timeval after)
{
        float r = 0.0;

        if (before.tv_usec > after.tv_usec) {
                after.tv_usec += 1000000;
                --after.tv_sec;
        }

        r = (float)(after.tv_sec - before.tv_sec)
                + (1.0E-6)*(float)(after.tv_usec - before.tv_usec);

        return r;
}

Wypróbowałem ten program na 3 różnych komputerach i otrzymuję zmienny czas, od 55 do 59 sekund, kiedy jądro odmawia zezwolenia użytkownikowi innemu niż root na ponowne otwarcie gniazda. Skompilowałem powyższy kod do pliku wykonywalnego o nazwie „otwieracz” i uruchomiłem go w następujący sposób:

./opener -p 7896; ./opener -p 7896

Otworzyłem kolejne okno i zrobiłem to:

telnet otherhost 7896

To powoduje, że pierwsza instancja „otwieracza” akceptuje połączenie, a następnie je zamyka. Druga instancja „otwieracza” bind(2)co sekundę próbuje połączyć się z portem TCP 7896. „otwieracz” zgłasza od 55 do 59 sekund opóźnienia.

Googlując się po okolicy, stwierdzam, że ludzie zalecają to:

echo 30 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_fin_timeout

aby skrócić ten interwał. Nie działało to dla mnie. Z 4 maszyn linuksowych, do których miałem dostęp, dwie miały 30, a dwie 60. Ustawiłem też tę wartość na 10. Nie ma różnicy w programie „otwieracza”.

Robiąc to:

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_recycle

zmienił rzeczy. Drugi „otwieracz” potrzebował tylko około 3 sekund, aby uzyskać nowe gniazdo.