几种TCP连接中出现RST的情况

应该没有人会质疑，现在是一个网络时代了。应该不少程序员在编程中需要考虑多机、局域网、广域网的各种问题。所以网络知识也是避免不了学习的。而且笔者一直觉得TCP/IP网络知识在一个程序员知识体系中必需占有一席之地的。

在TCP协议中RST表示复位，用来异常的关闭连接，在TCP的设计中它是不可或缺的。发送RST包关闭连接时，不必等缓冲区的包都发出去，直接就丢弃缓存区的包发送RST包。而接收端收到RST包后，也不必发送ACK包来确认。

其实在网络编程过程中，各种RST错误其实是比较难排查和找到原因的。下面我列出几种会出现RST的情况。

1 端口未打开

服务器程序端口未打开而客户端来连接。这种情况是最为常见和好理解的一种了。去telnet一个未打开的TCP的端口可能会出现这种错误。这个和操作系统的实现有关。在某些情况下，操作系统也会完全不理会这些发到未打开端口请求。

比如在下面这种情况下，主机241向主机114发送一个SYN请求，表示想要连接主机114的40000端口，但是主机114上根本没有打开40000这个端口，于是就向主机241发送了一个RST。这种情况很常见。特别是服务器程序core dump之后重启之前连续出现RST的情况会经常发生。

当然在某些操作系统的主机上，未必是这样的表现。比如向一台WINDOWS7的主机发送一个连接不存在的端口的请求，这台主机就不会回应。

2 请求超时

曾经遇到过这样一个情况:一个客户端连接服务器，connect返回-1并且error=EINPROGRESS。 直接telnet发现网络连接没有问题。ping没有出现丢包。用抓包工具查看，客户端是在收到服务器发出的SYN之后就莫名其妙的发送了RST。

比如像下面这样：

有89、27两台主机。主机89向主机27发送了一个SYN，表示希望连接8888端口，主机27回应了主机89一个SYN表示可以连接。但是主机27却很不友好，莫名其妙的发送了一个RST表示我不想连接你了。

后来经过排查发现，在主机89上的程序在建立了socket之后，用setsockopt的SO_RCVTIMEO选项设置了recv的超时时间为100ms。而我们看上面的抓包结果表示，从主机89发出SYN到接收SYN的时间多达110ms。（从15:01:27.799961到15:01:27.961886， 小数点之后的单位是微秒）。因此主机89上的程序认为接收超时，所以发送了RST拒绝进一步发送数据。

3 提前关闭

关于TCP，我想我们在教科书里都读到过一句话，'TCP是一种可靠的连接'。 而这可靠有这样一种含义，那就是操作系统接收到的来自TCP连接中的每一个字节，我都会让应用程序接收到。如果应用程序不接收怎么办？你猜对了，RST。

看两段程序：

01	//server.c

02

03	int main(int argc, char** argv)

04

{

05	int listen_fd, real_fd;

06	struct sockaddr_in listen_addr, client_addr;

07	socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);

08	listen_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

09	if(listen_fd == -1)

10

{

11	perror("socket failed   ");

12	return -1;

13

}

14	bzero(&listen_addr,sizeof(listen_addr));

15	listen_addr.sin_family = AF_INET;

16	listen_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

17	listen_addr.sin_port = htons(SERV_PORT);

18	bind(listen_fd,(struct sockaddr *)&listen_addr, len);

19	listen(listen_fd, WAIT_COUNT);

20

while(1)

21

{

22	real_fd = accept(listen_fd, (struct sockaddr*)&client_addr, &len);

23	if(real_fd == -1)

24

{

25	perror("accpet fail  ");

26	return -1;

27

}

28	if(fork() == 0)

29

{

30	close(listen_fd);

31	char pcContent[4096];

32	read(real_fd,pcContent,4096);

33	close(real_fd);

34

exit(0);

35

}

36	close(real_fd);

37

}

38

return 0;

39

}

这一段是server的最简单的代码。逻辑很简单，监听一个TCP端口然后当有客户端来连接的时候fork一个子进程来处理。注意看的是这一段fork里面的处理：

1	char pcContent[4096];

2	read(real_fd,pcContent,4096);

3	close(real_fd);

每次只是读socket的前4096个字节，然后就关闭掉连接。

然后再看一下client的代码：

01	//client.c

02	int main(int argc, char** argv)

03

{

04	int send_sk;

05	struct sockaddr_in s_addr;

06	socklen_t len = sizeof(s_addr);

07	send_sk = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

08	if(send_sk == -1)

09

{

10	perror("socket failed  ");

11	return -1;

12

}

13	bzero(&s_addr, sizeof(s_addr));

14	s_addr.sin_family = AF_INET;

15

16	inet_pton(AF_INET,SER_IP,&s_addr.sin_addr);

17	s_addr.sin_port = htons(SER_PORT);

18	if(connect(send_sk,(struct sockaddr*)&s_addr,len) == -1)

19

{

20	perror("connect fail  ");

21	return -1;

22

}

23	char pcContent[5000]={0};

24	write(send_sk,pcContent,5000);

25

sleep(1);

26	close(send_sk);

27

}

这段代码更简单，就是打开一个socket然后连接一个服务器并发送5000个字节。刚才我们看服务器的代码，每次只接收4096个字节，那么就是说客户端发送的剩下的4个字节服务端的应用程序没有接收到，服务器端的socket就被关闭掉，这种情况下会发生什么状况呢，还是抓包看一看。

前三行就是TCP的3次握手，从第四行开始看，客户端的49660端口向服务器的9877端口发送了5000个字节的数据，然后服务器端发送了一个ACK进行了确认，紧接着服务器向客户端发送了一个RST断开了连接。和我们的预期一致。

4 在一个已关闭的socket上收到数据

如果某个socket已经关闭，但依然收到数据也会产生RST。

代码如下：

客户端：

01	int main(int argc, char** argv)

02

{

03	int send_sk;

04	struct sockaddr_in s_addr;

05	socklen_t len = sizeof(s_addr);

06	send_sk = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

07	if(send_sk == -1)

08

{

09	perror("socket failed  ");

10	return -1;

11

}

12	bzero(&s_addr, sizeof(s_addr));

13	s_addr.sin_family = AF_INET;

14

15	inet_pton(AF_INET,SER_IP,&s_addr.sin_addr);

16	s_addr.sin_port = htons(SER_PORT);

17	if(connect(send_sk,(struct sockaddr*)&s_addr,len) == -1)

18

{

19	perror("connect fail  ");

20	return -1;

21

}

22	char pcContent[4096]={0};

23	write(send_sk,pcContent,4096);

24

sleep(1);

25	write(send_sk,pcContent,4096);

26	close(send_sk);

27

}

服务端：

01	int main(int argc, char** argv)

02

{

03	int listen_fd, real_fd;

04	struct sockaddr_in listen_addr, client_addr;

05	socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);

06	listen_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

07	if(listen_fd == -1)

08

{

09	perror("socket failed   ");

10	return -1;

11

}

12	bzero(&listen_addr,sizeof(listen_addr));

13	listen_addr.sin_family = AF_INET;

14	listen_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

15	listen_addr.sin_port = htons(SERV_PORT);

16	bind(listen_fd,(struct sockaddr *)&listen_addr, len);

17	listen(listen_fd, WAIT_COUNT);

18

while(1)

19

{

20	real_fd = accept(listen_fd, (struct sockaddr*)&client_addr, &len);

21	if(real_fd == -1)

22

{

23	perror("accpet fail  ");

24	return -1;

25

}

26	if(fork() == 0)

27

{

28	close(listen_fd);

29	char pcContent[4096];

30	read(real_fd,pcContent,4096);

31	close(real_fd);

32

exit(0);

33

}

34	close(real_fd);

35

}

36

return 0;

37

}

客户端在服务端已经关闭掉socket之后，仍然在发送数据。这时服务端会产生RST。