首先简单介绍下tcp的全连接队列(accept queue)和半连接队列(syn queue)，
1.客户端发起syn请求时，服务端收到该请求，将其放入到syn queue，然后回复ack+syn给客户端。
2.客户端收到ack+syn，再发送ack给服务端。
3. 服务端从syn queue中查找对应记录，完成连接建立，并且将此记录从半连接队列中删除，然后将建 立的连接塞入到accept queue。
上面就是三次握手建立连接的过程，连接建立后，服务端调用accept从accept queue中取出一条连接。
如果服务端发现accept queue满了后，无法塞入，会出现什么情况呢。
为模拟这种情况，可以先将服务端的accept函数注释掉，这样accept queue中的连接无法被消费，从而很快就满了，而且为了快速达到效果，本人在sysctl.conf中，设置net.core.somaxconn=2，即全连接队列的长度为2.
现在100个客户端程序同时执行，如下所示，可以看到服务端的ESTABLISHED的数量是3，不是2。
为何ESTABLISHED的数量是3，不是2，即刚好比全连接队列的长度大1，这里本人给出自己的看法，即在最后一个连接(即第3个)建立后，再往accept队列塞的时候，发现队列已经满了，所以就不塞了，但是连接已经建立好了。所以数目是队列的长度+1。
可以看出，全连接队列满了后，会出现SYN_RECV的状态，此状态的出现其实标志着全连接队列已经满了。
再过一段时间，可以发现SYN_RECV的状态消失，如下所示：
本人的sysctl.conf的内容如下：
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=2
net.ipv4.tcp_abort_on_overflow=0
net.core.somaxconn=2
fs.suid_dumpable=1
vm.swappiness=100
net.ipv4.tcp_synack_retries = 8
其中tcp_max_syn_backlog是半连接队列大小，也是2，但是可以看到上面的SYN_RECV的状态数目不是2，也不是3。这块tcp确实设计的很复杂，硬去理解比较头疼，暂时可以不用去管。
上面SYN_RECV和ESTABLISHED的数量是11，剩余的80多个连接，最终由于connect超时而失败。
下面解释下为何SYN_RECV存在一段时间后，最终都消失了。
首先全连接队列满了后，客户端在发起一次SYN后，客户端将此连接放入syn queue；然后发送ack+syn给客户端，客户端ack给服务端。
此时服务端发现全连接队列已经满了，然后就不再认为客户端的ack有效，其重新发送ack+syn给客户端，并且此次发送的ack+syn的序列号(seq)跟之前一样。
之后客户端收到ack+syn，再发送ack给服务端，如此反复若干次，服务端ack+syn重复的次数跟net.ipv4.tcp_synack_retries有关，该次数默认是5。
服务端这样做的目的在于缓冲，避免一下子上来一堆连接，导致连接队列满，后面再连接直接失败。
如上图所示，10.0.0.60是客户端，64是服务端，注意Time这一列，看上面的时间，6，7,9，13,22,38,70,134。
可以很快算出间隔为1,2，4,8，16,32,64。
即每次客户端ack后，服务端若判断客户端ack无效，则其再次发送ack+syn的间隔时间要在上次的基础上翻倍。
最后一次，服务端发现全连接队列依然是满的，则认为再给客户端发ack+syn失去了意义，所以将此半连接也删掉，从而看不到SYN_RECV状态了。
下面给出客户端和服务端程序的代码，
服务端的代码如下：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#define PORT 8888 //侦听端口地址:8888
#define BACKLOG 20 //侦听队列长度:2
extern void process_conn_server(int s); //服务器对客户端的处理：读取数据并发送响应字符
int main(int argc,char *argv[])
{
int ss = 0; //ss = server socket = 服务器socket描述符
int cs = 0; //cs = client socket = 客户端socket描述符
struct sockaddr_in server_addr; //服务器地址结构
struct sockaddr_in client_addr; //客户端地址结构
int ret = 0; //返回值
pid_t pid;
//进程ID
char buffer[1024];
ssize_t size = 0;
/**
* Step 2 : 建立套接字
*/
ss = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); //创建一个AF_INET族的流类型socket
if(ss < 0) //检查是否正常创建socket
{
perror("socket error\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
/**
* Step 3 : 设置服务器地址
* Note:
* htonl()：将主机数转换成无符号长整型的网络字节顺序
* htons()：将整型变量从主机字节顺序转变成网络字节顺序
*/
bzero(&server_addr,sizeof(server_addr)); //清零
server_addr.sin_family = AF_INET; //设置地址族为AF_INET
server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //本地地址
server_addr.sin_port = htons(PORT); //设置端口号
/**
* Step 4 : 绑定地址结构到套接字描述符
*/
ret = bind(ss,(struct sockaddr*)&server_addr,sizeof(server_addr));
if (ret < 0) //出错
{
perror("bind error\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
/**
* Step 5 : 设置侦听,侦听队列长度为2,可同时处理两个客户端连接请求
*/
ret = listen(ss,BACKLOG);
if (ret < 0) //出错
{
perror("bind error\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
/**
* Step 6 : 主循环过程
*/
sleep(6000);
for(;;)
{
/* 接收客户端连接 */
int addrlen = sizeof(struct sockaddr);
cs = accept(ss,(struct sockaddr*)&client_addr,&addrlen);
if(cs < 0) //出错
{
continue; //结束本次循环
}
sleep(30);
/*
for(;;)
{
size = read(cs,buffer,1024); //从套接字中读取数据放到缓冲区buffer中
if(size == 0) //没有数据
{
return;
}
printf("buffer is %s\n", buffer);
}
*/
}
return 0;
}
客户端的代码如下：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <errno.h>
#define PORT 8888 //端口地址:8888
#define SERVER_IP "10.0.0.64"
extern void process_conn_client(int s);
int main(int argc,char *argv[])
{
int s = 0; //socket描述符
struct sockaddr_in server_addr; //服务器地址结构
int ret = 0; //返回值
char buf[1024] = {0};
int i = 0;
strcpy(buf, "hello world");
/**
* Step 2 : 建立套接字
*/
s = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); //创建一个AF_INET族的流类型socket
if(s < 0) //检查是否正常创建socket
{
perror("socket error\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
/**
* Step 3 : 设置服务器地址
*/
memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr)); //清零
server_addr.sin_family = AF_INET; //设置地址族为AF_INET
inet_pton(AF_INET, SERVER_IP, &(server_addr.sin_addr));
server_addr.sin_port = htons(PORT); //设置端口号
/**
* Step 4 : 将用户输入的字符串类型的IP地址转为整型
*/
//inet_pton(AF_INET,argv[1],&server_addr.sin_addr);
/**
* Step 5 : 连接服务器
*/
ret = connect(s,(struct sockaddr*)&server_addr,sizeof(struct sockaddr));
if(ret < 0)
{
perror("connect error\n");
printf("errno is %d\n", errno);
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("connect succeed\n");
for(;;)
{
sleep(10000000);
sprintf(buf, "hello world, %d", i);
i++;
write(s,buf,strlen(buf)+1);
}
close(s); //关闭连接
}
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