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一、本文目的
在涉及網絡編程的實際項目應用中，由於網絡不可能一直處於理想狀態，TCP長連接也可能隨時正常或異常地斷開，如果不予處理，那麼就可能因此而給程序帶來很多潛在的問題。 編寫該文檔的目的就在於針對網絡程序中可能遇到的各種問題，拿出來與大家探討一下具體問題的解決方案，同時本人將前期調研的一些解決方案列出來，拋磚引玉，希望可以集思廣益，尋求到更加合理的解決方案。
二、網絡斷開時機
1、正常網絡斷開
(1) CS 一方調用 Close
(2) CS 一方程序正常退出，如Ctrl + C 事件可以被系統檢測到，對應的套接字也將被系統標記爲已斷開。
2、異常網絡斷開
(1) CS 一方網線被撥出
(2) CS 之間路由故障，物理連接斷開
(3) CS 一方斷電或當機
(4) CS 一方無線信號不佳或無線接口被關閉
(5) CS 一方更改 IP 事件無法被系統檢測到，這個時候讀數據不會出錯，只會一直阻塞着；寫數據在緩衝區未滿之前也不會返回錯誤。若無法及時檢測到斷開事件，對某些應用場景而言可能存在致命的錯誤。如服務端維護的客戶端在線信息錯誤等。
三、網絡斷開常用檢測方法
1、處理正常網絡斷開
(1) select 捕捉可讀事件，read返回0
(2) epoll 捕捉可讀事件，read返回0
(3) 主動 read 返回錯誤
(4) 主動 write 返回錯誤
2、處理異常網絡斷開
(1) 應用層KeepAlive檢測
在應用層協議加入心跳握手機制，維護服務端跟客戶端之間的連通狀態，是最普遍最保險的辦法。 客戶端定時向服務端發送探測包，若服務端迴應則說明服務端在線，否則作離線處理；服務端也可對長期未發送探測包的客戶端作離線處理。 該方案所有系統都支持，跨平臺性好；對端跟自身出現網絡故障都能檢測到。不足之處在於它需要應用層協議支持，程序內部需要長期維護心跳握手包，相對比較繁瑣。
(2) 傳輸層KeepAlive檢測
除了應用層 KeepAlive 檢測機制外，TCP 內部也集成了 KeepAlive 機制，默認關閉，開啓它很方便。對端跟自身出現網絡故障都能檢測到。但不是所有的系統都支持，而且有些系統雖然支持但會影響到所有套接字，消耗額外的寬帶和流量，不建議使用。
//啓用心跳機制，如果您想關閉，將keepAlive置零即可
setsockopt(fd,SOL_SOCKET,SO_KEEPALIVE,(void*)&keepAlive,sizeof(keepAlive));
//啓用心跳機制開始到首次心跳偵測包發送之間的空閒時間
setsockopt(fd,SOL_TCP,TCP_KEEPIDLE,(void *)&start,sizeof(start));
//兩次心跳偵測包之間的間隔時間
setsockopt(fd,SOL_TCP,TCP_KEEPINTVL,(void *)&interval,sizeof(interval));
//探測次數，即將幾次探測失敗判定爲TCP斷開
setsockopt(fd,SOL_TCP,TCP_KEEPCNT,(void *)&count,sizeof(count));
(3) 網絡層KeepAlive檢測
Ping 命令幾乎是所有平臺的網絡連通性檢測命令，走網絡層 ICMP 協議，這裏考慮使用 popen 函數調用系統自帶的 Ping 命令來封裝網絡連通性檢測函數。它實際上也是一種網絡層的 KeepAlive 機制。
int checkConnect(char *dst, int cnt)
{
FILE *stream;
sprintf(cmdBuf, "ping %s -c %d -i 0.2 | grep time= | wc -l", dst, cnt);
stream = popen(cmdBuf, "r");
fread(recvBuf, sizeof(char), sizeof(recvBuf)-1, stream);
pclose(stream);
if (atoi(recvBuf) > 0) return 0;
return -1;
}
dst 指定要檢測的目的地址，cnt 指定 Ping 嘗試的次數，-i 參數指定 Ping 嘗試的超時時間。
(4) 應用層監控內核消息機制
Netlink 是一種特殊的套接字，爲2.6.14及更高版本的Linux所特有，通過它，應用層程序可以方便地向內核訂製指定消息，如網卡上下線。也可以設置或查詢配置，如IP、路由、網絡流量信息等。
a、創建一個 netlink 套接字：
fd = socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW, NETLINK_ROUTE);
b、綁定路由多播組，監控網卡信息：
addr.nl_family = AF_NETLINK;
addr.nl_groups = RTNLGRP_LINK; //指定接收路由多播組消息
bind(fd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));
c、監聽套接字，一旦可讀，解析其內容，實時監控網卡上下線事件。
優點：實時性高，使用方便。
缺點：跨平臺性不佳，只能檢測自身網絡故障。
(5) 應用層網卡信息輪詢機制
網卡信息輪詢機制就是定期調用 ioctl 函數執行如下操作：
struct ifconf ifc;
struct ifreq ifrcopy;
//獲取網卡信息列表
ioctl(fd, SIOCGIFCONF, (char *)&ifc);
//獲取網卡上下線狀態
ioctl(fd, SIOCGIFFLAGS, &ifrcopy);
//獲取 MAC 地址
ioctl(fd, SIOCGIFHWADDR, (char *)(&ifrcopy);
//獲取 IP 地址
ioctl(fd, SIOCGIFADDR, (char *)&ifrcopy);
//獲取廣播地址
ioctl(fd, SIOCGIFBRDADDR, &ifrcopy));
缺點：
a、跨平臺性不佳。
可以成功移植到 Linux、Android、Windows平臺，但由於 iPhone 平臺上獲取MAC跟IP的參數不同，需特殊處理。
b、實時性跟靈活性不高。
c、耗費資源，影響性能。
d、只能檢測自身網絡故障。
文章來源：
http://www.cpplive.com/html/1670.html
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