套接字编程：connect() 因不存在的 IP 而挂起

Question

下面是创建套接字连接的代码，如果 IP 存在，returns 正套接字描述符，如果 IP 不存在，它会卡在例程中connect()：

Connection::Connection(string& ip) : sock(0), status(0), conn(0){
    struct sockaddr_in sin;

    sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//socket() returns -1 on failure.
    sin.sin_family = AF_INET;
    sin.sin_port = htons(22);
    sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip.c_str());
    cout << "sock: " << sock << endl;
    //fcntl(sock, F_SETFL, O_NONBLOCK);
    if(sock != -1){
        conn = connect(sock, (struct sockaddr*)(&sin), sizeof(struct sockaddr_in));
        cout << "conn: " << conn << endl;
        if ( conn != 0){
            status = -2;
        }
    }
    else{
        status = -1;
    }
}

出于调试目的，我在 socket() 和 connect() 之后放置了 cout。而且我已经测试过，如果向构造函数提供了不存在的 IP，cout << "conn: " << conn << endl; 永远不会执行并继续等待。

这些代码适用于现有 IP。

我曾在某处读到，将 socket descriptor 设置为 O_NONBLOCK 可以解决挂起问题。是的，确实如此，但是出现了一个新问题；我什至无法连接到现有 IP。

请帮我解释为什么会这样以及如何解决这个问题。

Answer 1

我认为您需要退后一步，考虑一下您所说的 IP 'exists'.

是什么意思

当你调用connect时，OS会发送一个数据包（一个SYN数据包）到目标IP。它不知道 IP 'exists' 是否存在。事实上，这个概念没有明确定义 - 它可能会或可能不会被分配。该设备可能会或可能不会打开或插入。它可能位于 DHCP 池中，该 IP 的租约已经或尚未分发。 OS 知道 none 这个。 OS 只知道它是否得到回复。并且两个方向都可能丢包，需要回复

一般来说，OS 可以获得三种类型的回复（您可以使用 tcpdump 或 wireshark 来查看发生了什么）：

目标 IP 回复 SYN+ACK 数据包。这是三次握手的下一阶段。目标 IP 显然有效。
目标 IP 回复 RST。这意味着 'go away'；你会看到 'connection refused'.
目标 IP 或某个中间路由器回复 ICMP 主机无法访问或网络无法访问，在这种情况下，您将看到主机无法访问或网络无法访问。如果主机或网络无法访问，则不能保证会发生这种情况。

还有第四种可能，就是根本没有收到回复。本例connect等待重试几次，最后超时。这就是你所看到的。在防火墙中过滤掉 ICMP 会将上面的情况 (3) 转换为这种情况，但重要的是要注意这无论如何都可能发生。所以这是一个自然的事态，你应该准备好处理。

使用非阻塞connect()（通过首先设置O_NONBLOCK）使connect() return立即-甚至在功能IP建立连接之前。在任何情况下，您都需要等待一些时间才能建立连接。在缓慢 link 或数据包丢失的情况下，功能正常的 IP 可能需要数十秒才能连接。因此，在这种情况下，您需要实现自己的超时（例如通过套接字上的 select()-ing）。没有（无论如何在 Linux 下）将您自己的超时设置为 connect() 的选项，因此如果您想更改超时，您必须使用非阻塞连接来实现它。 Stephens（一本优秀的书 - 购买）关于非阻塞的详细信息 connect() here.

套接字编程：connect() 因不存在的 IP 而挂起

socket programming: connect() hangs for a non-existent IP

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