当进程退出和机器宕机时TCP连接发生什么

本篇文章分析两种场景,进程退出和机器宕机时,之前已经成功的TCP连接该如何断开

我们使用两台机器进行实验,一台192.168.0.112作为服务端,一台192.168.0.104作为客户端,服务端机器使用Python程序启动一个服务程序,监听8081端口,客户端机器使用telnet命令连接服务端

在 192.168.0.112 机器上, 通过Python程序启动一个服务端, 监听在8081端口

import socket
server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server.bind(('192.168.0.112',8081))
server.listen(5)
client, addr = server.accept()

在 192.168.0.104 机器上执行 telnet 192.168.0.112 8081

经过上面的操作,服务端和客户端环境搭建完成,双方也建立了一条TCP连接.

进程退出的场景

在 192.168.0.112 机器上执行 sudo tcpdump -i enp0s8 port 8081 命令, 抓取8081端口上的流量包

这个时候, 在 192.168.0.104 机器上将 telnet 进程 kill 掉, 即 kill -9 <PID> ,模拟进程崩溃退出的情况.

在 192.168.0.112 机器上观察 tcpdump 命令抓取的流量包, 如下

在 192.168.0.112 机器上查看连接情况

在 192.168.0.104 机器上查看连接情况

在 192.168.0.112 机器上执行 client.close() ,再次查看抓取的流量包

在 192.168.0.112 机器上查看连接情况, 如下, 连接已经正常关闭

在 192.168.0.104 机器上查看连接情况, 如下,连接正常处于TIME_WAIT状态

总结

进程崩溃退出时,TCP连接可以正常四次挥手

被关闭一方要调用 client.close()

机器宕机的场景

对端机器宕机之后,对于本机来说,分为两种情况,一种是本机的程序向已宕机的机器发送数据,另一种是本机的程序不向已宕机的机器发送数据

中秋

对端机器宕机,本机发送数据的场景

如果 192.168.0.104 机器 telnet 连接到 192.168.0.112 机器的8081端口之后, 就直接宕机了, 那么 192.168.0.104 机器是不会发送FIN包给192.168.0.112 机器的.

而这个时候如果192.168.0.112机器上的client向对端发送数据 client.send('data'.encode('utf8'))

在 192.168.0.112 机器上抓包如下

在 192.168.0.112 机器上查看连接情况, 如下, 连接依然显示正常

但是, 过段时间之后, 连接就会关闭

总结

对端机器宕机,本机发送数据,数据发送失败,但是过段时间,连接会关闭

中秋

对端机器宕机,本机不发送数据的场景

那么 192.168.0.112 机器上的client如果不发送数据给客户端的话,如果服务端的client设置了TCP KEEPALIVE, 如下

client.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_KEEPALIVE, True)
client.setsockopt(socket.IPPROTO_TCP, socket.TCP_KEEPIDLE, 10)
client.setsockopt(socket.IPPROTO_TCP, socket.TCP_KEEPINTVL, 3)
client.setsockopt(socket.IPPROTO_TCP, socket.TCP_KEEPCNT, 5)

那么TCP协议栈会根据我们设置的KEEPALIVE定期发送’心跳包’, 如下图是正常的’心跳包’

一旦对端机器宕机了, '心跳包’便没有了响应, 如下图的’心跳包’一直得不到对端的响应

过段时间之后, 连接就会关闭

总结

对端机器宕机,本机不发送数据,设置了TCP KEEPALIVE, 过段时间, 连接会关闭.

而如果没有设置TCP KEEPALIVE, 且对端宕机了, 本机又不发送数据, 那么本机的连接就会一直存在.

END