谁拔了我的网线？
source link: https://colobu.com/2019/12/28/go-tcp-exceptions/
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Go编写网络程序非常的高效，而且有是那么的简单，寥寥几行代码就可以写一个ECHO协议的程序，所以现在很多网络程序都采用Go语言开发。但是网络状况是复杂的，会有很多的异常状况，如果不能很好和正确的处理这些异常状况，会导致网络程序出现莫名其妙的现象，或者hang住。
本文尝试探讨几种网络异常的情况，研究在这些情况下客户端和服务端的的行为，包括连接断掉的检测能力、half-close情况下两端的读写能力、丢包的情况等等。
这是我首次采用微课的方式分享技术内容，本文是视频内容的整理版。 本来是想录制一个10分钟的视频，一不小心录制了半小时。
TCP 协议介绍
tcp的数据格式包含header和payload, header中会包含消息的状态，比如我们常见的 SYN 、 ACK 、 PSH 、 FIN 等。通过 tcpdump可以根据消息的状态进行筛选。
握手
客户端和服务器端建立连接的时候，需要三路握手。
因为双方都需要和对方同步seq号，所以需要来回确认。服务器把SYN和ACK合并成一条消息，所以最终只需要三次交流就可以了。当然如果你想把SYN和ACK拆开成两个消息也可以，只不过协议栈一般不这样实现。
比如你参加一次相亲聚会，看到一个漂亮的姑娘，你想去搭讪，首先得先了解一下。
你： 姑娘您好，贵庚啊？ 姑娘：小女子18，请问大哥您贵庚啊？ 你：我81了 ......
这样寒暄之后你们双方就可以进一步的深入的交流了。
分手
客户端和服务器端都可以主动关闭连接。主动关闭的一方我们称之为发起者，被动关闭接收的那一方我们称之为接受者。
发起者要关闭连接，需要发送 FIN ,然后接收者发送 ACK 。这个时候被动者有可能恋恋不舍，还有数据想发送给你，所以接受者这一端它的连接还没有释放，直到它发送 FIN ，发起者回复 ACK ，接收端的连接才释放。
姑娘：我要走了 你：再见 ......你依依不舍 你：我也要走了 姑娘：再见
tcpdump
tcpdump是分析网络情况的神器，经常用来分析疑难杂症，并且让狡辩者哑口无言。
打印一张tcpdump的小抄放在案头是明智之举。
网络异常状况
视频中，我测试了以下6种网络异常情况下的程序响应情况。
使用的代码基本上是从下面的代码修改而来。
package main
import (
"bufio"
"flag"
"fmt"
"log"
"net"
"os"
)
var (
addr = flag.String("addr", ":8972", "listened address")
)
func main() {
flag.Parse()
ln, err := net.Listen("tcp", *addr)
panicOnErr(err)
// 接收一个连接
conn, err := ln.Accept()
panicOnErr(err)
clientAddr := conn.RemoteAddr().String()
// 读 goroutine
go func() {
var buf = make([]byte,1024)
for {
n, err := conn.Read(buf)
if err != nil {
log.Printf("read err from client %s: %v", clientAddr, err)
return
}
log.Printf("read %d bytes from client %s", n, clientAddr)
}
}()
// 写
id :=0
write := func() {
msg := fmt.Sprintf("sent id: %d from server", id)
id++
n, err := conn.Write([]byte(msg))
if err != nil {
log.Printf("write err to client %s: %v", clientAddr, err)
return
}
log.Printf("write %d bytes to client %s", n, clientAddr)
}
// 继续监听新的连接
go func() {
for {
_, err := ln.Accept()
if err != nil {
log.Printf("accept err : %v", err)
}
}
}()
scanner := bufio.NewScanner(os.Stdin)
for scanner.Scan() {
cmd := scanner.Text()
switch cmd {
case "close_conn":
conn.Close()
case "close_ln":
ln.Close()
case "write":
write()
case "exit", "quit":
return
}
}
}
func panicOnErr(err error) {
if err != nil {
panic(err)
}
}
package main
import (
"bufio"
"flag"
"fmt"
"log"
"net"
"os"
)
var (
addr = flag.String("addr", "127.0.0.1:8972", "server address")
)
func main() {
flag.Parse()
// 连接服务器
conn, err := net.Dial("tcp", *addr)
panicOnErr(err)
// 读 goroutine
go func() {
var buf = make([]byte,1024)
for {
n, err := conn.Read(buf)
if err != nil {
log.Printf("read err from server %s: %v", *addr, err)
return
}
log.Printf("read %d bytes from server %s", n, *addr)
}
}()
// 写
id :=0
write := func() {
msg := fmt.Sprintf("sent clientid: %d from client", id)
id++
n, err := conn.Write([]byte(msg))
if err != nil {
log.Printf("write err to server %s: %v", *addr, err)
return
}
log.Printf("write %d bytes to server %s", n, *addr)
}
// 阻塞在这里避免客户端退出
scanner := bufio.NewScanner(os.Stdin)
for scanner.Scan() {
cmd := scanner.Text()
switch cmd {
case "close_conn":
conn.Close()
case "write":
write()
case "exit", "quit":
return
}
}
}
func panicOnErr(err error) {
if err != nil {
panic(err)
}
}
服务器主动关闭连接， 客户端不关闭连接
conn.Read conn.Write conn.Read conn.Write
服务器主动关闭连接， 客户端检测到异常后也关闭连接
conn.Read conn.Write conn.Read conn.Write
服务器只关闭 Read
conn.Read conn.Write conn.Read conn.Write
服务器只关闭 Write
conn.Read conn.Write conn.Read conn.Write
服务器被kill掉
conn.Read conn.Write conn.Read conn.Write
把网线、挖光纤、雷暴机房、防火墙始乱终弃
只分析其中一种情况: 包丢了
conn.Read conn.Write conn.Read conn.Write
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