在進入正文之前強烈推薦IPython 來學習網絡編程，和C語言繁瑣的語法和編譯相比，IPython交互的輸入輸出效率奇高，打開兩個IPython頁面就可以方便的編寫服務端和客戶端程序了。推薦anaconda環境，集成了很多必備的庫，以及IPython notebook 。
廢話說完了，下面進入正題。本文主要以簡單的回顯程序爲例，實踐測試了不同異常情況下服務端和客戶端的反應，由此逐步提高程序的健壯性。異常情況主要參考網絡編程著作《UNIX網絡編程》第三版。
我的服務器代碼和客戶端代碼是這樣的：
#Echo Server
import socket
import sys
import signal
import os
def server_echo(connefd):
while 1:
try :
print ("before recv")
mesg = connefd.recv(8)
print (mesg)
if not mesg:
return
connefd.send(mesg)
except os.error:
print ("socket error")
return
def signal_handlers(signo,frame): #信號處理函數
print ("child %d terminnated",os.wait())
serverPort = 50000
listenfd = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
listenfd.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
listenfd.bind(("",serverPort))
listenfd.listen(5)
signal.signal(signal.SIGCHLD,signal_handlers)
while 1:
connefd,address = listenfd.accept()
childpid = os.fork()
if(childpid == 0):
listenfd.close()
server_echo(connefd)
exit(0)
connefd.close()
#客戶端
import socket
connefd = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
connefd.connect(('127.0.0.1',5000))
while 1:
sentence = input("Enter your sentence:")
if sentence == "":
connefd.close()
break
connefd.send(sentence.encode())
mesg = connefd.recv(8)
print mesg
代碼很簡單，比較值得一提的是服務器程序中利用系統調用fork函數進行實現併發服務器。除此之外，必須提供一個SIGCHLD信號的處理程序。當子進程結束時，內核會自動發送SIGCHLD信號給父進程，默認處理方式是忽略。那麼我們爲什麼要處理SIGCHLD信號呢？原因是如果不主動處理SIGCHLD會產生大量殭屍進程。
一個進程在調用exit命令結束自己的生命的時候，其實它並沒有真正的被銷燬，而是留下一個稱爲殭屍進程（Zombie）的數據結構（系統調用exit，它的作用是使進程退出，但也僅僅限於將一個正常的進程變成一個殭屍進程，並不能將其完全銷燬）
因此，僅僅調用exit()不能完全的釋放進程資源，我們必須**捕捉(capture)**SIGCHLD信號，在父進程的信號處理程序中釋放資源。爲此，Unix系統提供了wait,waitpid等函數獲取子進程的終止狀態，並釋放其資源。那麼wait和waitpid這些函數有什麼作用呢？顧名思義，wait函數是一個等待的函數，父進程調用wait函數來等待一個子進程終止，並清理第一個終止子進程的“屍體”。那麼waitpid函數的作用又是什麼呢？waitpid函數相當於一個加強版的wait函數，他的函數參數中可以設定需要等待的子進程ID,如果沒有子進程已終止則可選擇不阻塞等選項。參閱UNPV1第三版可以瞭解waitpid更詳細的信息。
接下來就UNP 5.11節 至 5.16節的小節所述的異常情況進行模擬，並總結一些異常處理方法和編程技巧。
（1） 服務器程序在accept返回前連接終止
accept函數是服務器程序調用的一個函數，作用是服務器接受一個ESTABLISHED狀態的TCP連接，並生成一個新的套接字，叫做已連接套接字（connected socket） 。函數接受的套接字是由listening socket 維護的 已連接隊列中的隊首的連接，如果隊列爲空，則accept函數阻塞。
注意:TCP連接在客戶端調用connect函數返回時就已經完成連接，這意味着服務端在調用 accept函數之前TCP連接已經建立。
爲了模擬accept函數在返回前連接終止，我們可以讓客戶端在connect函數返回後，利用SO_LINGER套接字選項來改變close函數的行爲（讓其向服務端發送RST報文段）。在RST報文段發送之前，我們的服務端accept函數應該返回。因此可以在服務端調用accept函數前利用input函數或是sleep函數阻塞程序，當RST報文端發送後再調用accept函數。服務端和客戶端代碼改變如下：
#服務端
while 1:
input("Enter Any key to continue") #添加的阻塞語句
connefd,address = listenfd.accept()#客戶端：
connefd.connect(('127.0.0.1',5000))
connefd.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,
socket.SO_LINGER,struct.pack("ii",True,0))#添加的套接字選項，改變了套接字close函數的執行內容，關於SO_LINGER套接字選項可以查閱UNP7.5節
connefd.close()讓我們運行代碼測試一下結果，同時可以利用tcpdump或者是Wireshark抓包工具監測RST報文段是否發送成功。
客戶端代碼執行時的Wireshark抓包截圖
最後讓我們來看一下服務端收到RST報文段後服務端的響應。
ConnectionResetError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-1-4ac06058bc37> in <module>()
32 if(childpid == 0):
33 listenfd.close()
---> 34 server_echo(connefd)
35 os._exit(0)
36 connefd.close()
<ipython-input-1-4ac06058bc37> in server_echo(connefd)
8 # try :
9 print ("before recv")
---> 10 mesg = connefd.recv(8)
11 print (mesg)
12 if not mesg:
ConnectionResetError: [Errno 104] Connection reset by peer
可以看到服務端返回一個ConnectionResetError錯誤，而且繼續調用accept函數，之後其他客戶端也能繼續連接服務端正常運行程序。我們也能捕捉ConnectionResetError，進而實現自定義的錯誤處理方法。
後續將繼續對不同異常情況進行試驗，記錄學習TCP/IP協議的過程與經驗。
W.Richard Stevens.UNIX網絡編程 卷1：套接字聯網API[M].北京:人民郵電出版社，2010
