(十三) 深入浅出TCPIP之setsockopt参数详解

怼烎@ 2022-12-29 12:40 153阅读 0赞

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：

![format_png][]

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。

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>选项&nbsp; &nbsp; &nbsp;</td> 
   <td>&nbsp; &nbsp;类型&nbsp; &nbsp;</td> 
   <td>意义</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SO_BROADCAST&nbsp;</td> 
   <td>BOOL</td> 
   <td>允许套接口传送广播信息。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SO_DEBUG&nbsp;</td> 
   <td>BOOL</td> 
   <td>记录调试信息。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SO_DONTLINER&nbsp;</td> 
   <td>BOOL</td> 
   <td>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。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SO_DONTROUTE&nbsp;</td> 
   <td>BOOL&nbsp;</td> 
   <td>禁止选径；直接传送。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SO_KEEPALIVE BOOL</td> 
   <td><br></td> 
   <td>发送“保持活动”包。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SO_LINGER&nbsp;&nbsp;</td> 
   <td>struct linger FAR*</td> 
   <td>如关闭时有未发送数据，则逗留。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SO_OOBINLINE&nbsp;</td> 
   <td>BOOL</td> 
   <td>在常规数据流中接收带外数据。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SO_RCVBUF&nbsp;</td> 
   <td>int&nbsp;</td> 
   <td>为接收确定缓冲区大小。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SO_REUSEADDR&nbsp;</td> 
   <td>BOOL</td> 
   <td>允许套接口和一个已在使用中的地址捆绑（参见bind()）。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SO_SNDBUF&nbsp;</td> 
   <td>int</td> 
   <td>指定发送缓冲区大小。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>TCP_NODELAY&nbsp;</td> 
   <td>BOOL&nbsp;</td> 
   <td>禁止发送合并的Nagle算法。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

setsockopt()不支持的BSD选项有：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>选项名&nbsp;&nbsp;</td> 
   <td>类型&nbsp;</td> 
   <td>意义</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SO_ACCEPTCONN</td> 
   <td>BOOL&nbsp;</td> 
   <td>套接口在监听。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SO_ERROR&nbsp;</td> 
   <td>int&nbsp;</td> 
   <td>获取错误状态并清除。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SO_RCVLOWAT&nbsp;</td> 
   <td>int&nbsp;</td> 
   <td>接收低级水印。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SO_RCVTIMEO</td> 
   <td>int&nbsp;</td> 
   <td>接收超时。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SO_SNDLOWAT&nbsp;</td> 
   <td>int&nbsp;</td> 
   <td>发送低级水印。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SO_SNDTIMEO&nbsp;</td> 
   <td>int&nbsp;</td> 
   <td>发送超时。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SO_TYPE&nbsp; &nbsp; &nbsp;</td> 
   <td>int&nbsp;</td> 
   <td>套接口类型。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IP_OPTIONS&nbsp; &nbsp;&nbsp;</td> 
   <td><br></td> 
   <td>在IP头中设置选项。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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。

[format_png]: /images/20221120/908b1547dc844a079d69625194533796.png