(十三) 深入浅出TCPIP之setsockopt参数详解

在socket编程中我们会经常用到setsockopt这个函数，那么本节我们将对这个函数的参数和使用做说明：

首先看下函数原型：

int setsockopt( int socket, int level, int option_name,const void *option_value, size_t ，ption_len);

第一个参数socket是套接字描述符。第二个参数level是被设置的选项的级别，如果想要在套接字级别上设置选项，就必须把level设置为 SOL_SOCKET。option_name指定准备设置的选项，option_name可以有哪些取值，这取决于level，在套接字级别上(SOL_SOCKET)，option_name可以有以下取 值：

  1.     SO_DEBUG，打开或关闭调试信息。
        当option_value不等于0时，打开调试信息，否则，关闭调试信息。它实际所做的工作是在sock->sk->sk_flag中置 SOCK_DBG(第10)位，或清SOCK_DBG位。

  2.     SO_REUSEADDR，打开或关闭地址复用功能。
        当option_value不等于0时，打开，否则，关闭。它实际所做的工作是置sock->sk->sk_reuse为1或0。

  3.     SO_DONTROUTE，打开或关闭路由查找功能。
        当option_value不等于0时，打开，否则，关闭。它实际所做的工作是在sock->sk->sk_flag中置或清SOCK_LOCALROUTE位。

  4.     SO_BROADCAST，允许或禁止发送广播数据。
        当option_value不等于0时，允许，否则，禁止。它实际所做的工作是在sock->sk->sk_flag中置或清SOCK_BROADCAST位。

  5.     SO_SNDBUF，设置发送缓冲区的大小。
        发送缓冲区的大小是有上下限的，其上限为256 * (sizeof(struct sk_buff) + 256)，下限为2048字节。该操作将sock->sk->sk_sndbuf设置为val * 2，之所以要乘以2，是防
    止大数据量的发送，突然导致缓冲区溢出。最后，该操作完成后，因为对发送缓冲的大小 作了改变，要检查sleep队列，如果有进程正在等待写，将它们唤醒。

  6.     SO_RCVBUF，设置接收缓冲区的大小。
        接收缓冲区大小的上下限分别是：256 * (sizeof(struct sk_buff) + 256)和256字节。该操作将sock->sk->sk_rcvbuf设置为val * 2。

  7.     SO_KEEPALIVE，套接字保活。
        如果协议是TCP，并且当前的套接字状态不是侦听(listen)或关闭(close)，那么，当option_value不是零时，启用TCP保活定时 器，否则关闭保活定时器。对于所有协议，该操
    作都会根据option_value置或清 sock->sk->sk_flag中的 SOCK_KEEPOPEN位。

  8.     SO_OOBINLINE，紧急数据放入普通数据流。
        该操作根据option_value的值置或清sock->sk->sk_flag中的SOCK_URGINLINE位。

  9.     SO_NO_CHECK，打开或关闭校验和。
        该操作根据option_value的值，设置sock->sk->sk_no_check。

  10.     SO_PRIORITY，设置在套接字发送的所有包的协议定义优先权。Linux通过这一值来排列网络队列。
        这个值在0到6之间（包括0和6），由option_value指定。赋给sock->sk->sk_priority。

  11.     SO_LINGER，如果选择此选项, close或 shutdown将等到所有套接字里排队的消息成功发送或到达延迟时间后>才会返回. 否则, 调用将立即返回。
        该选项的参数（option_value)是一个linger结构：
            struct linger {
                int   l_onoff;   
                int   l_linger;  
            };
    如果linger.l_onoff值为0(关闭），则清 sock->sk->sk_flag中的SOCK_LINGER位；否则，置该位，并赋sk->sk_lingertime值为 linger.l_linger。

  12.     SO_PASSCRED，允许或禁止SCM_CREDENTIALS 控制消息的接收。
        该选项根据option_value的值，清或置sock->sk->sk_flag中的SOCK_PASSCRED位。

  13.     SO_TIMESTAMP，打开或关闭数据报中的时间戳接收。
        该选项根据option_value的值，清或置sock->sk->sk_flag中的SOCK_RCVTSTAMP位，如果打开，则还需设sock->sk->sk_flag中的SOCK_TIMESTAMP位，同时，将全局变量
    netstamp_needed加1。

  14.     SO_RCVLOWAT，设置接收数据前的缓冲区内的最小字节数。
        在Linux中，缓冲区内的最小字节数是固定的，为1。即将sock->sk->sk_rcvlowat固定赋值为1。

  15.     SO_RCVTIMEO，设置接收超时时间。
        该选项最终将接收超时时间赋给sock->sk->sk_rcvtimeo。

  16.     SO_SNDTIMEO，设置发送超时时间。
        该选项最终将发送超时时间赋给sock->sk->sk_sndtimeo。

  17.     SO_BINDTODEVICE，将套接字绑定到一个特定的设备上。
        该选项最终将设备赋给sock->sk->sk_bound_dev_if。

  18.  SO_ATTACH_FILTER和SO_DETACH_FILTER。
        关于数据包过滤，它们最终会影响sk->sk_filter。
        

以上所介绍的都是在SOL_SOCKET层的一些套接字选项，如果超出这个范围， 给出一些不在这一level的选项作为参数，最终会得到ENOPROTOOPT的返回值。但以上的分析仅限。

 

  • SO_REUSEADDR

此参数经常用于当socket正在关闭，处于TIME_WAIT的状态，而此时你又想继续重用该socket，你可以私用此参数，否则你在调用bind接口的时候会出现bind failed: Address already in use：

此时为了解决此问题，我们就可以使用SO_REUSEADDR参数。

BOOL bReuseaddr=TRUE;
setsockopt(s,SOL_SOCKET ,SO_REUSEADDR,(const char*)&bReuseaddr,sizeof(BOOL));　

  • SO_DONTLINGER

如果要已经处于连接状态的soket在调用closesocket后强制关闭，不经历

TIME_WAIT的过程：

BOOL bDontLinger = FALSE;
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_DONTLINGER,(const char*)&bDontLinger,sizeof(BOOL));　

  • SO_SNDTIMEO和 SO_RCVTIMEO

 在send(),recv()过程中有时由于网络状况等原因，发收不能预期进行,而设置收发时限：

int nNetTimeout=5000;//5秒
//发送时限
setsockopt(socket,SOL_S0CKET,SO_SNDTIMEO,(char *)&nNetTimeout,sizeof(int));
//接收时限
setsockopt(socket,SOL_S0CKET,SO_RCVTIMEO,(char *)&nNetTimeout,sizeof(int));　

  • SO_RCVBUF和SO_SNDBUF

在send()的时候，返回的是实际发送出去的字节(同步)或发送到socket缓冲区的字节(异步);系统默认的状态发送和接收一次为8688字节(约为8.5K)；

在实际的过程中发送数据和接收数据量比较大，可以设置socket缓冲区，而避免了send(),recv()不断的循环收发：

 //设置socket接收或者发送缓冲区大小
inline int set_socket_bufsize(SOCKET sock, bool isRead, int netbufsize)
{int opt_name = isRead ? SO_RCVBUF : SO_SNDBUF;int nBufSize = netbufsize;return ::setsockopt(sock, SOL_SOCKET, opt_name, reinterpret_cast<char*>(&nBufSize), sizeof(nBufSize));
}

如果在发送数据的时，希望不经历由系统缓冲区到socket缓冲区的拷贝而影响程序的性能：

int nZero=0;
setsockopt(socket,SOL_S0CKET,SO_SNDBUF,(char *)&nZero,sizeof(nZero));

同上在recv()完成上述功能(默认情况是将socket缓冲区的内容拷贝到系统缓冲区)：

int nZero=0;
setsockopt(socket,SOL_S0CKET,SO_RCVBUF,(char *)&nZero,sizeof(int));

  • SO_BROADCAST

一般在发送UDP数据报的时候，希望该socket发送的数据具有广播特性：

BOOL bBroadcast=TRUE;
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_BROADCAST,(const char*)&bBroadcast,sizeof(BOOL));

  • SO_CONDITIONAL_ACCEPT

在client连接服务器过程中，如果处于非阻塞模式下的socket在connect()的过程中可以设置connect()延时,直到accpet()被呼叫(本函数设置只有在非阻塞的过程中有显著的作用，在阻塞的函数调用中作用不大)

BOOL bConditionalAccept=TRUE;
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_CONDITIONAL_ACCEPT,(const char*)&bConditionalAccept,sizeof(BOOL));

  • SO_LINGER

如果在发送数据的过程中(send()没有完成，还有数据没发送)而调用了closesocket(),以前我们一般采取的措施是"从容关闭"shutdown,但是数据是肯定丢失了，如何设置让程序满足具体应用的要求(即让没发完的数据发送出去后在关闭socket)？

struct linger {u_short l_onoff;
u_short l_linger;
};
linger m_sLinger;
m_sLinger.l_onoff=1;//(在closesocket()调用,但是还有数据没发送完毕的时候容许逗留)
// 如果m_sLinger.l_onoff=0;则功能和2.)作用相同;
m_sLinger.l_linger=5;//(容许逗留的时间为5秒)
setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_LINGER,(const char*)&m_sLinger,sizeof(linger));

‍

setsockopt()支持下列选项。其中“类型”表明optval所指数据的类型。

选项        类型   意义
SO_BROADCAST BOOL允许套接口传送广播信息。
SO_DEBUG BOOL记录调试信息。
SO_DONTLINER BOOL不要因为数据未发送就阻塞关闭操作。设置本选项相当于将SO_LINGER的l_onoff元素置为零。
SO_DONTROUTE BOOL 禁止选径；直接传送。
SO_KEEPALIVE BOOL发送“保持活动”包。
SO_LINGER  struct linger FAR*如关闭时有未发送数据，则逗留。
SO_OOBINLINE BOOL在常规数据流中接收带外数据。
SO_RCVBUF int 为接收确定缓冲区大小。
SO_REUSEADDR BOOL允许套接口和一个已在使用中的地址捆绑（参见bind()）。
SO_SNDBUF int指定发送缓冲区大小。
TCP_NODELAY BOOL 禁止发送合并的Nagle算法。


setsockopt()不支持的BSD选项有：

选项名  类型 意义
SO_ACCEPTCONNBOOL 套接口在监听。
SO_ERROR int 获取错误状态并清除。
SO_RCVLOWAT int 接收低级水印。
SO_RCVTIMEOint 接收超时。
SO_SNDLOWAT int 发送低级水印。
SO_SNDTIMEO int 发送超时。
SO_TYPE     int 套接口类型。
IP_OPTIONS    在IP头中设置选项。


返回值：
　　   若无错误发生，setsockopt()返回0。否则的话，返回SOCKET_ERROR错误，应用程序可通过WSAGetLastError()获取相应错误代码。
错误代码：

  • WSANOTINITIALISED：在使用此API之前应首先成功地调用WSAStartup()。

  • WSAENETDOWN：WINDOWS套接口实现检测到网络子系统失效。

  • WSAEFAULT：optval不是进程地址空间中的一个有效部分。

  • WSAEINPROGRESS：一个阻塞的WINDOWS套接口调用正在运行中。

  • WSAEINVAL：level值非法，或optval中的信息非法。

  • WSAENETRESET：当SO_KEEPALIVE设置后连接超时。

  • WSAENOPROTOOPT：未知或不支持选项。其中，SOCK_STREAM类型的套接口不支持SO_BROADCAST选项，SOCK_DGRAM 类型的套接口不支持SO_DONTLINGER 、SO_KEEPALIVE、SO_LINGER和SO_OOBINLINE选项。

  • WSAENOTCONN：当设置SO_KEEPALIVE后连接被复位。

  • WSAENOTSOCK：描述字不是一个套接口。

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