在计算机网络编程的世界中,socket是一种非常重要的网络编程接口,经常用于实现数据的传输、处理和控制等操作。特别是对于Linux系统而言,它的socket接口非常强大,可以帮助程序员轻松实现各种网络传输控制。那么,本文就来探讨一下在Linux系统下如何进行socket设置,以及如何实现网络传输的控制。
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一、socket设置
1、socket函数
socket函数是Linux下的一个系统调用,用于创建一个新的socket对象,可以理解为它是socket操作的起点。其函数原型如下:
“`c
int socket(int domn, int type, int protocol);
“`
其中,domn参数表示协议域,type参数表示套接字类型,protocol参数表示使用的协议类型。例如,如果需要创建一个TCP套接字,可以使用如下的代码:
“`c
int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
“`
其中,AF_INET表示使用IPv4协议域,SOCK_STREAM表示创建TCP套接字,IPPROTO_TCP表示使用TCP协议。
2、bind函数
bind函数用于将socket对象绑定到一个特定的本地地址上。其函数原型如下:
“`c
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
“`
其中,sockfd参数表示socket对象的描述符,addr参数表示本地地址信息(结构体类型为sockaddr),addrlen参数表示addr结构体的长度。例如,将上面创建的sockfd套接字绑定到本地的8888端口上,可以使用如下代码:
“`c
struct sockaddr_in local_addr;
local_addr.sin_family = AF_INET;
local_addr.sin_port = htons(8888);
local_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
int ret = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&local_addr, sizeof(local_addr));
“`
其中,htons和htonl函数用于将主机字节序转换为网络字节序,INADDR_ANY表示本机任意IP地址。
3、listen函数
listen函数用于将socket对象转换为监听状态,准备接受客户端的连接请求。其函数原型如下:
“`c
int listen(int sockfd, int backlog);
“`
其中,sockfd参数表示要监听的socket对象的描述符,backlog参数表示监听队列的更大长度。例如,将前面绑定到8888端口的sockfd套接字设置为监听状态,可以使用如下代码:
“`c
int ret = listen(sockfd, SOMAXCONN);
“`
其中,SOMAXCONN是一个常量,表示更大的监听队列长度。
4、accept函数
accept函数用于接受客户端的连接请求,并创建一个新的socket对象与客户端进行数据通信。其函数原型如下:
“`c
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
“`
其中,sockfd参数表示服务器端的socket对象的描述符,addr参数表示客户端的地址信息(结构体类型为sockaddr),addrlen参数表示addr结构体的长度。具体实现代码如下:
“`c
struct sockaddr_in client_addr;
socklen_t addr_len = sizeof(client_addr);
int new_sockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &addr_len);
“`
二、网络传输控制
1、基本控制技巧
在进行网络传输时,应该对传输数据的流量进行合理控制,否则很容易出现数据拥塞或者丢失等问题。常用的传输控制技巧包括以下几种:
(1)设置SO_RCVBUF和SO_SNDBUF选项:这两个选项分别用于设置接收缓冲区和发送缓冲区的大小,可以通过调整缓冲区的大小来实现数据传输的控制。
(2)设置TCP_NODELAY选项:该选项用于禁止Nagle算法,在发送小数据包时可以显著减少网络延迟。
(3)设置TCP_CORK和TCP_NOPUSH选项:这两个选项用于控制TCP发送缓冲区的填充和发送时机,可以根据实际需要调整参数。
2、IO复用技术
在进行网络编程时,经常需要同时监听多个socket对象的数据传输,此时可以使用IO 复用技术来优化程序的性能。常用的IO复用模型包括select模型、poll模型和epoll模型。
(1)select模型:select模型最早出现,它的可移植性比较好,适合较小规模的网络应用。
(2)poll模型:poll模型是select的改进版,解决了select的一些缺陷,但开销较大,适合小型网络。
(3)epoll模型:epoll模型是Linux下的一种高性能的IO复用模型,具有高效和扩展性好的特点,适合大型网络应用。
三、
在Linux系统下进行网络编程,socket是必不可少的重要接口,使用socket可以轻松实现网络传输的控制。本文主要介绍了Linux socket设置和网络传输控制的相关技巧,包括socket函数、bind函数、listen函数、accept函数、传输控制技巧和IO复用技术等方面,供读者参考。
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在Linux平台上,无论编写客户端程序还是服务端程序,在进行高并发TCP连慎游接处理时,
更高的并发数量都要受到系统对用户单一进程同时可打开文件数量的限制(这是因为系统
为每个TCP连接都要创建一个socket句柄,每个socket句柄同时也是一个文件句柄)。
可使用ulimit命令查看系统允许当前用户进程打开的文件数限制:
$ ulimit -n
1024
这表示当前用户的每个进程最多允许同时打开1024个文件,这1024个文件中还得除去
每个进程必然打开的标准输入,标准输出,标准错误,服务器监听 socket,
进程间通讯的unix域socket等文件,那么剩下的可用于客户端socket连接的文件数就
只有大概=1014个左右。也就是说缺省情况下,基于Linux的通讯程序最多允许
同时1014个TCP并发连接。
对于想支持更高数量的TCP并发连接的通讯处理程序,就必须修改Linux对当前用户的
进程同时打开的文件数量的软限制(soft limit)和硬限制(hardlimit)。其中软限制
是指Linux在当前系统能够承受的范围内进一步限制用户同时打开的文件数;硬限制
则是根据系统硬件资源状况(主要是系统内存)计算出来的系统最多可同时打开的文件数量。
通常软限制小于或等于硬限制。
修改上述限制的最简单的办法就是使用ulimit命令:
$ ulimit -n
上述命令中,在中指定要设置的单一进程允许打开的更大文件数。如果系统回显
类似于“Operation notpermitted”之类的话,说明上述限制修改失败,实际上是
因为在中指定的数值超过了Linux系统对该用户打开文件数的软限制或硬限制。
因此,就需要修改Linux系统对用户的关于打开文件数的软限制和硬限制。
之一步,修改/etc/security/limits.conf文件,在文件中添加如下行:
speng soft nofile 10240
speng hard nofile 10240
其中speng指定了要修改哪个用户的打开文件数限制,可用’*’号表示修改所有用户的限制;
soft或hard指定要修改软限制还是硬限制;10240则指定了想要修改的新的限制值,
即更大打开文件数(请注意软限制值要小于或等于硬限制)。修改完后保存文件。
第二步,修改/etc/pam.d/login文件,在文件中添加如下行:
session required /lib/security/pam_limits.so
这是告诉Linux在用户完成系统登录后,应该调用pam_limits.so模块来设置系统对
该用户可使用的各种资源数量的更大限制(包括用户可打开的更大文件数限制),
而pam_limits.so模块就会从/etc/security/limits.conf文件中读取配置来设置这些限制值。
修改完后保存此文件。
第三步,查看Linux系统级的更大打开文件数限制,使用如下命令:
$ cat /proc/sys/fs/file-max
12158
这表明这台Linux系统最多允许同时打开(即包含所有用户打开文件数总和)12158个文件,
是Linux系统级硬限制,所有用户级的打开文件数限制都不应超过这个数值。通常这个系统级
硬限制是Linux系统在启动时根据系统硬件资源状况计算出来的更佳的更大同时打开文件数限制,
如果没有特殊需要,不应该修改此限制,除非想为用户级打开文件数限制设置超过此限制的值。
修改此硬限制的方法是修改/etc/rc.local脚本,在脚本中添加如下行:
echo> /proc/sys/fs/file-max
这是让Linux在启动完成后强行将系统级打开文件数硬限制设置为22158。修改完后保存此文件。
完成上述步骤后重启系统,一般情况下就可以明孝巧将Linux系统对指定用户的单一进程允许同时
打开的更大文件数限制设为指定的数值。如果重启后用 ulimit-n命令查看用户可打开文件数限制
仍然低于上述步骤中设置的更大值,这可激键能是因为在用户登录脚本/etc/profile中使用ulimit -n命令
已经将用户可同时打开的文件数做了限制。由于通过ulimit-n修改系统对用户可同时打开文件的
更大数限制时,新修改的值只能小于或等于上次 ulimit-n设置的值,因此想用此命令增大这个
限制值是不可能的。
所以,如果有上述问题存在,就只能去打开/etc/profile脚本文件,
在文件中查找是否使用了ulimit-n限制了用户可同时打开的更大文件数量,如果找到,
则删除这行命令,或者将其设置的值改为合适的值,然后保存文件,用户退出并重新登录系统即可。
通过上述步骤,就为支持高并发TCP连接处理的通讯处理程序解除关于打开文件数量方面的系统限制。
2、修改网络内核对TCP连接的有关限制
在Linux上编写支持高并发TCP连接的客户端通讯处理程序时,有时会发现尽管已经解除了系统
对用户同时打开文件数的限制,但仍会出现并发TCP连接数增加到一定数量时,再也无法成功
建立新的TCP连接的现象。出现这种现在的原因有多种。
之一种原因可能是因为Linux网络内核对本地
端口号
范围有限制。此时,进一步分析为什么无法
建立TCP连接,会发现问题出在connect()调用返回失败,查看系统错误提示消息是“Can’t assign requestedaddress”。同时,如果在此时用tcpdump工具监视网络,会发现根本没有TCP连接时客户端
发SYN包的网络流量。这些情况说明问题在于本地Linux系统内核中有限制。
其实,问题的根本原因
在于
Linux内核
的TCP/IP协议实现模块对系统中所有的客户端TCP连接对应的本地端口号的范围
进行了限制(例如,内核限制本地端口号的范围为1024~32768之间)。当系统中某一时刻同时
存在太多的TCP客户端连接时,由于每个TCP客户端连接都要占用一个唯一的本地端口号
(此端口号在系统的本地端口号范围限制中),如果现有的TCP客户端连接已将所有的本地端口号占满,
则此时就无法为新的TCP客户端连接分配一个本地端口号了,因此系统会在这种情况下在connect()
调用中返回失败,并将错误提示消息设为“Can’t assignrequested address”。
有关这些控制
逻辑可以查看Linux内核源代码,以linux2.6内核为例,可以查看tcp_ipv4.c文件中如下函数:
static int tcp_v4_hash_connect(struct sock *sk)
请注意上述函数中对变量sysctl_local_port_range的访问控制。变量sysctl_local_port_range
的初始化则是在tcp.c文件中的如下函数中设置:
void __init tcp_init(void)
内核编译时默认设置的本地端口号范围可能太小,因此需要修改此本地端口范围限制。
之一步,修改/etc/sysctl.conf文件,在文件中添加如下行:
net.ipv4.ip_local_port_range =
这表明将系统对本地端口范围限制设置为1024~65000之间。请注意,本地端口范围的最小值
必须大于或等于1024;而端口范围的更大值则应小于或等于65535。修改完后保存此文件。
第二步,执行sysctl命令:
$ sysctl -p
如果系统没有错误提示,就表明新的本地端口范围设置成功。如果按上述端口范围进行设置,
则理论上单独一个进程最多可以同时建立60000多个TCP客户端连接。
第二种无法建立TCP连接的原因可能是因为Linux网络内核的IP_TABLE防火墙对更大跟踪的TCP
连接数有限制。此时程序会表现为在 connect()调用中阻塞,如同死机,如果用tcpdump工具监视网络,
也会发现根本没有TCP连接时客户端发SYN包的网络流量。由于 IP_TABLE防火墙在内核中会对
每个TCP连接的状态进行跟踪,跟踪信息将会放在位于内核内存中的conntrackdatabase中,
这个数据库的大小有限,当系统中存在过多的TCP连接时,数据库容量不足,IP_TABLE无法为
新的TCP连接建立跟踪信息,于是表现为在connect()调用中阻塞。此时就必须修改内核对更大跟踪
的TCP连接数的限制,方法同修改内核对本地端口号范围的限制是类似的:
之一步,修改/etc/sysctl.conf文件,在文件中添加如下行:
net.ipv4.ip_conntrack_max = 10240
这表明将系统对更大跟踪的TCP连接数限制设置为10240。请注意,此限制值要尽量小,
以节省对内核内存的占用。
第二步,执行sysctl命令:
$ sysctl -p
如果系统没有错误提示,就表明系统对新的更大跟踪的TCP连接数限制修改成功。
如果按上述参数进行设置,则理论上单独一个进程最多可以同时建立10000多个TCP客户端连接。
3、使用支持高并发网络I/O的编程技术
在Linux上编写高并发TCP连接
应用程序
时,必须使用合适的网络I/O技术和I/O事件分派机制。
可用的I/O技术有同步I/O,非阻塞式同步I/O(也称反应式I/O),以及异步I/O。在高TCP并发的情形下,
如果使用同步I/O,这会严重阻塞程序的运转,除非为每个TCP连接的I/O创建一个线程。
但是,过多的线程又会因系统对线程的调度造成巨大开销。因此,在高TCP并发的情形下使用
同步 I/O是不可取的,这时可以考虑使用非阻塞式同步I/O或异步I/O。非阻塞式同步I/O的技术包括使用select(),poll(),epoll等机制。异步I/O的技术就是使用AIO。
从I/O事件分派机制来看,使用select()是不合适的,因为它所支持的并发连接数有限(通常在1024个以内)。
如果考虑性能,poll()也是不合适的,尽管它可以支持的较高的TCP并发数,但是由于其采用
“轮询”机制,当并发数较高时,其运行效率相当低,并可能存在I/O事件分派不均,导致部分TCP
连接上的I/O出现“饥饿”现象。而如果使用epoll或AIO,则没有上述问题(早期Linux内核的AIO技术
实现是通过在内核中为每个 I/O请求创建一个线程来实现的,这种实现机制在高并发TCP连接的情形下
使用其实也有严重的性能问题。但在最新的Linux内核中,AIO的实现已经得到改进)。
综上所述,在开发支持高并发TCP连接的Linux应用程序时,应尽量使用epoll或AIO技术来实现并发的
TCP连接上的I/O控制,这将为提升程序对高并发TCP连接的支持提供有效的I/O保证。
内核参数sysctl.conf的优化
/etc/sysctl.conf 是用来控制linux网络的配置文件,对于依赖网络的程序(如web服务器和cache服务器)
非常重要,RHEL默认提供的更好调整。
推荐配置(把原/etc/sysctl.conf内容清掉,把下面内容复制进去):
net.ipv4.ip_local_port_range =
net.core.rmem_max=
net.core.wmem_max=
net.ipv4.tcp_rmem=77216
net.ipv4.tcp_wmem=77216
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 10
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_timestamps = 0
net.ipv4.tcp_window_scaling = 0
net.ipv4.tcp_sack = 0
net.core.netdev_max_backlog = 30000
net.ipv4.tcp_no_metrics_save=1
net.core.somaxconn =
net.ipv4.tcp_syncookies = 0
net.ipv4.tcp_max_orphans =
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog =
net.ipv4.tcp_synack_retries = 2
net.ipv4.tcp_syn_retries = 2
这个配置参考于cache服务器varnish的推荐配置和SunOne 服务器系统优化的推荐配置。
varnish调优推荐配置的地址为:
不过varnish推荐的配置是有问题的,实际运行表明“net.ipv4.tcp_fin_timeout = 3”的配置
会导致页面经常打不开;并且当网友使用的是IE6浏览器时,访问网站一段时间后,所有网页都会
打不开,重启浏览器后正常。可能是国外的网速快吧,我们国情决定需要
调整“net.ipv4.tcp_fin_timeout = 10”,在10s的情况下,一切正常(实际运行结论)。
修改完毕后,执行:
/in/sysctl -p /etc/sysctl.conf
/in/sysctl -w net.ipv4.route.flush=1
命令生效。为了保险起见,也可以reboot系统。
调整文件数:
linux系统优化完网络必须调高系统允许打开的文件数才能支持大的并发,默认1024是远远不够的。
执行命令:
Shell代码
echo ulimit -HSn>> /etc/rc.local
echo ulimit -HSn>>/root/.bash_profile
ulimit -HSn 65536
有连接的socket客户端通过调用Connect函数在socket数毕槐据结构中保存本地和远端信息,无须调用bind(),因为这种情况下只需知道目的机器的IP地址,而客户通过哪个端口与服务器建立连接并不需要关心,socket执行体为你的程序自动选择一个未被占用的端口,并通知你的程序数据什么时候打开端口。
(当然也有特殊情况,linux系统中rlogin命令应当调用bind函数绑定手搜友一个未漏毕用的保留端口号,还有当客户端需要用指定的网络设备接口和端口号进行通信等等)
iptables -I INPUT -s 159.226.49.0/24 -d XXXX(Server IP) –dport 22 -j ACCEPT 其他把22换成相斗乱应的端空闹档口号,照着写即弯配可.
linux socket 设置的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容,更多关于linux socket 设置,Linux socket设置,轻松实现网络传输控制!,请问linux怎么增大socket连接上限?,linux怎么分配socketcanid,linux socket编程 怎么设置psh的信息别忘了在本站进行查找喔。
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