文章目录

• 函数
• • 对套接字的可选项进行读取
  • 设置套接字的可选项
• 知识点
• • 套接字可选项和I/O缓冲大小
  • SO_REUSEADDR
  • • Time-wait
  • TCP_NODELAY
  • • Nagle算法
• 实例

函数

对套接字的可选项进行读取

#include<sys/socket.h>

@param sock:用于查看选项套接字文件描述符
@param levl:要查看的可选项的协议层
@param optname:要查看的可选项名
@param optval:保存查看结果的缓冲地址值
@param optlen:向第四个参数optval传递的缓冲大小。调用函数后，该变量保存通过第四个参数的可选项信息的字节数
int getsockopt(int sock,int level,int opname,void *optval,socklen_t *optlen);
//成功返回0，失败返回-1

设置套接字的可选项

#include<sys/socket.h>

@param sock:用于更改可选项的套接字文件描述符
@parma level:要更改的可选项协议层
@param optname:要更改的可选项名
@param optval:保存要更改的选项信息的缓冲地址值
@param optlen:向第四个参数optval传递的可选项信息的字节数
int setsockopet(int sock,int level,int optname,const void *optval,socklen_t optlen);
//成功返回0，失败返回-1

知识点

套接字可选项和I/O缓冲大小

套接字多种可选项，之前的程序是创建好套接字(无特别操作)直接使用的，此时通过默认的套接字特性进行数据通信。但有时候需要对套接字特性进行更改。

由表可知，套接字选项是分层的。IPPROTO_IP层可选项是IP协议相关，IPPROTO_TCP层是TCP协议相关，SOL_SOCKET层是套接字相关的通用可选项。
实际能设置的可选项数量还不止上表这些，实际使用中逐一掌握即可。

SO_REUSEADDR

在学习SO_REUSEADDR可选项前，应理解好Time-wait状态。
在客户端控制台调用close函数时，向服务器端发送FIN消息并结果四次握手过程，输入CTRL+C时也会向服务器端传递FIN消息。强制终止程序时，由操作系统关闭文件及套接字，此时相当于调用close函数，也会向服务器端传递FIN消息。

因为通常是由客户端先请求断开连接，所以不会发生特别的事情。重启服务器端也不成问题。
但下方式则不同:

服务器端和客户端已经建立连接的状态下，向服务器端控制台输入CTRL+C，强制关闭服务器端

此时服务器端向客户端发送FIN消息。以此方式终止程序，则服务器重新运行时将产生问题。如果用同一端口号重新运行服务器端，将输出"bind()error"消息，且不能再次运行。这时，等待大约3分钟即可重新运行服务器端(这3分钟即为Time-wait状态的时间)。

Time-wait

上图中A是服务器端，主机A向B发送FIN消息，即同于服务器端在控制台输入CTRL+C，但套接字在经过四次握手过程后并非立即消除，而是经过一端时间的Time-wait状态。(只有先断开连接的(先发送FIN消息的))主机才经过Time-wait状态。故如果服务器端先断开连接，则无法立即重新运行。因为套接字处于Time-wait过程时，相应端口正在使用。故此时调用bind函数会发生错误。

为什么客户端不考虑Time-wait过程?

不论是服务器还是客户端均存在Time-wait过程，只要是先断开的套接字都会经历Time-wait过程，但不需考虑客户端Time-wait状态，
因为客户端套接字的端口号是任意指定的，不同于服务器端客户端每次运行时会动态分配端口号，故无需关注其Time-wait带来的影响。

TIme-wait存在的意义?

当先断开连接的套接字向对方传输ACK消息时，为防止最后的ACK消息在传输过程中丢失，套接字处于Time-wait状态，如果丢失了则重传ACK消息。
这样对方主机也能正常终止。

解决Time-wait?(即使服务器刚刚关闭也能重新打开该端口)

地址再分配
Time-wait看似重要却不一定令人人都满意。
当网络状态不理想时，如果最后的数据丢失，对方重新传送FIN消息，这边也重传ACK消息，这样可能Time-wait状态会一直持续下去。

解决方案为在套接字的可选项中更改SO_REUSEADDR的状态，调整该参数，可将Time-wait状态下的套接字端口号重新分配给新的套接字。
SO_REUSEADDR默认为0(假)，将其改为1(真)即可分配Time-wait状态下的套接字端口。

使用过程:
optlen=sizeof(option);
option=TRUE;
setsockopt(serv_sock,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,(void *)&option,optlen);

TCP_NODELAY

Nagle算法

为防止数据包过多产生网络过载，Nagle算法于1984年诞生。它应用于TCP层，非常简单。

Nagle算法与未使用Nagle算法差别:

只有收到前一数据的ACK消息时，Nagle算法才发送下一数据。

TCP套接字默认使用Nagle算法交换数据，因此最大限度地进行缓冲，直到收到ACK。
如:发送Nagle时

Nagle:N+agle(两个发送数据包，agle等收到N时才发送出去，两个接收数据包(ACK))
非Nagle:N+a+g+l+e(5个发送数据报，数据到达输出缓冲即被发送，不等待ACK,5个接收数据包(ACK))(此为五个字母隔一段时间到达输出缓存的情况，并非每个包只能穿一个字母)

Nagle并非什么时候都适用，当网络流量未受太大影响时，不适用Nagle算法相较于适用传输速度更快。经典的是"传输大文件数据"。不使用Nagle算法也会在装满输出缓冲时传输数据包，此时不仅不会增加数据包数量，反而不需等待ACK就能连续除数，可大大提高传输速度。

一般不适用Nagle可提高传输速度，但无条件放弃Nagle算法会增加过多的网络流量，影响传输，所以没有准确判断数据特性时不应禁用Nagle算法。

如何禁用Nagle算法?

将套接字可选项TCP_NODELAY改为1(真)即可

禁用:
int opt_val=1;
setsockopt(sock,IPPROTO_TCP,TCP_NODELAY,(void *)&opt_val,sizeof(opt_val));

查看Nagle算法设置情况:
int opt_val;
socklen_t opt_len;
opt_len=sizeof(opt_val);
getsockopt(sock,IPPROTO_TCP,TCP_NODELAY,(void *)&opt_val,&opt_len);

实例