socket的延时技巧

TCP/IP Winsock编程要点

蒋勇

2002.5.23

利用Winsock编程由同步和异步方式，同步方式逻辑清晰，编程专注于应用，在抢先式的多任务操作系统中(WinNt、Win2K)采用多线程方式效率基本达到异步方式的水平，应此以下为同步方式编程要点。

1、快速通信

Winsock的Nagle算法将降低小数据报的发送速度，而系统默认是使用Nagle算法,使用

int setsockopt(

SOCKET s,

int level,

int optname,

const char FAR *optval,

int optlen

);函数关闭它

例子：

SOCKET sConnect;

sConnect=::socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);

int bNodelay = 1;

int err;

err = setsockopt(

sConnect,

IPPROTO_TCP,

TCP_NODELAY,

(char *)&bNodelay,

sizoeof(bNodelay));//不采用延时算法

if (err != NO_ERROR)

TRACE ("setsockopt failed for some reason/n");;

2、SOCKET的SegMentSize和收发缓冲

TCPSegMentSize是发送接受时单个数据报的最大长度，系统默认为1460，收发缓冲大小为8192。

在SOCK_STREAM方式下，如果单次发送数据超过1460，系统将分成多个数据报传送，在对方接受到的将是一个数据流，应用程序需要增加断帧的判断。当然可以采用修改注册表的方式改变1460的大小，但MicrcoSoft认为1460是最佳效率的参数，不建议修改。

在工控系统中，建议关闭Nagle算法，每次发送数据小于1460个字节（推荐1400），这样每次发送的是一个完整的数据报，减少对方对数据流的断帧处理。

3、同步方式中减少断网时connect函数的阻塞时间

同步方式中的断网时connect的阻塞时间为20秒左右，可采用gethostbyaddr事先判断到服务主机的路径是否是通的，或者先ping一下对方主机的IP地址。

A、采用gethostbyaddr阻塞时间不管成功与否为4秒左右。

例子：

LONG lPort=3024;

struct sockaddr_in ServerHostAddr;//服务主机地址

ServerHostAddr.sin_family=AF_INET;

ServerHostAddr.sin_port=::htons(u_short(lPort));

ServerHostAddr.sin_addr.s_addr=::inet_addr("192.168.1.3");

HOSTENT* pResult=gethostbyaddr((const char *) &

(ServerHostAddr.sin_addr.s_addr),4,AF_INET);

if(NULL==pResult)

{

int nErrorCode=WSAGetLastError();

TRACE("gethostbyaddr errorcode=%d",nErrorCode);

}

else

{

TRACE("gethostbyaddr %s/n",pResult->h_name);;

}

B、采用PING方式时间约2秒左右

暂略

4、同步方式中解决recv，send阻塞问题

采用select函数解决，在收发前先检查读写可用状态。

A、读

例子：

TIMEVAL tv01 = {0, 1};//1ms钟延迟,实际为0-10毫秒

int nSelectRet;

int nErrorCode;

FD_SET fdr = {1, sConnect};

nSelectRet=::select(0, &fdr, NULL, NULL, &tv01);//检查可读状态

if(SOCKET_ERROR==nSelectRet)

{

nErrorCode=WSAGetLastError();

TRACE("select read status errorcode=%d",nErrorCode);

::closesocket(sConnect);

goto 重新连接（客户方），或服务线程退出（服务方）;

}

if(nSelectRet==0)//超时发生，无可读数据

{

继续查读状态或向对方主动发送

}

else

{

读数据

}

B、写

TIMEVAL tv01 = {0, 1};//1ms钟延迟,实际为9-10毫秒

int nSelectRet;

int nErrorCode;

FD_SET fdw = {1, sConnect};

nSelectRet=::select(0, NULL, NULL,&fdw, &tv01);//检查可写状态

if(SOCKET_ERROR==nSelectRet)

{

nErrorCode=WSAGetLastError();

TRACE("select write status errorcode=%d",nErrorCode);

::closesocket(sConnect);

//goto 重新连接（客户方），或服务线程退出（服务方）;

}

if(nSelectRet==0)//超时发生，缓冲满或网络忙

{

//继续查写状态或查读状态

}

else

{

//发送

}

5、改变TCP收发缓冲区大小

系统默认为8192，利用如下方式可改变。

SOCKET sConnect;

sConnect=::socket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);

int nrcvbuf=1024*20;

int err=setsockopt(

sConnect,

SOL_SOCKET,

SO_SNDBUF,//写缓冲，读缓冲为SO_RCVBUF

(char *)&nrcvbuf,

sizeof(nrcvbuf));

if (err != NO_ERROR)

{

TRACE("setsockopt Error!/n");

}

在设置缓冲时，检查是否真正设置成功用

int getsockopt(

SOCKET s,

int level,

int optname,

char FAR *optval,

int FAR *optlen

);

6、服务方同一端口多IP地址的bind和listen

在可靠性要求高的应用中，要求使用双网和多网络通道，再服务方很容易实现，用如下方式可建立客户对本机所有IP地址在端口3024下的请求服务。

SOCKET hServerSocket_DS=INVALID_SOCKET;

struct sockaddr_in HostAddr_DS;//服务器主机地址

LONG lPort=3024;

HostAddr_DS.sin_family=AF_INET;

HostAddr_DS.sin_port=::htons(u_short(lPort));

HostAddr_DS.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);

hServerSocket_DS=::socket( AF_INET, SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);

if(hServerSocket_DS==INVALID_SOCKET)

{

AfxMessageBox("建立数据服务器SOCKET 失败!");

return FALSE;

}

if(SOCKET_ERROR==::bind(hServerSocket_DS,(struct

sockaddr *)(&(HostAddr_DS)),sizeof(SOCKADDR)))

{

int nErrorCode=WSAGetLastError ();

TRACE("bind error=%d/n",nErrorCode);

AfxMessageBox("Socket Bind 错误!");

return FALSE;

}

if(SOCKET_ERROR==::listen(hServerSocket_DS,10))//10个客户

{

AfxMessageBox("Socket listen 错误!");

return FALSE;

}

AfxBeginThread(ServerThreadProc,NULL,THREAD_PRIORITY_NORMAL);

在客户方要复杂一些，连接断后，重联不成功则应换下一个IP地址连接。也可采用同时连接好后备用的方式。

7、用TCP/IP Winsock实现变种Client/Server

传统的Client/Server为客户问、服务答，收发是成对出现的。而变种的Client/Server是指在连接时有客户和服务之分，建立好通信连接后，不再有严格的客户和服务之分，任何方都可主动发送，需要或不需要回答看应用而言，这种方式在工控行业很有用，比如RTDB作为I/O Server的客户，但I/O Server也可主动向RTDB发送开关状态变位、随即事件等信息。在很大程度上减少了网络通信负荷、提高了效率。

采用1-6的TCP/IP编程要点，在Client和Server方均已接收优先，适当控制时序就能实现。

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