TCP连接检测机制

采用TCP连接的C/S模式软件，连接的双方在连接空闲状态时，如果任意一方意外崩溃、当机、网线断开或路由器故障，另一方无法得知TCP连接已经失效，除非继续在此连接上发送数据导致错误返回。很多时候，这不是我们需要的。我们希望服务器端和客户端都能及时有效地检测到连接失效，然后优雅地完成一些清理工作并把错误报告给用户。

客户端采用如下步骤：

1， 连接

2， 拔掉网线

经过以上两步： 

从上图中可以看到，此时服务端的连接依然存在。 

所以，tcp只是数据的发送与接收，包括握手，断开以及rst，time_wait，close_wait 等等。

如何及时有效地检测到一方的非正常断开，一直有两种技术可以运用。一种是由TCP协议层实现的Keepalive，另一种是由应用层自己实现的心跳包。

TCP默认并不开启Keepalive功能，因为开启Keepalive功能需要消耗额外的宽带和流量，尽管这微不足道，但在按流量计费的环境下增加了费用，另一方面，Keepalive设置不合理时可能会因为短暂的网络波动而断开健康的TCP连接。并且，默认的Keepalive超时需要7,200,000 milliseconds，即2小时，探测次数为5次。就是如果在指定的时间内（一般为2个小时）没有数据传送，服务器会给对端发送一个Keep-Alive数据报（注意是由服务器主动发起），使用的序列号是曾经发出的最后一个报文的最后一个字节的序列号，对端如果收到这个数据，回送一个TCP的ACK，确认这个字节已经收到，这样就知道此连接没有被断开。如果一段时间没有收到对方的响应，会进行重试，重试几次后，向对端发一个reset，然后将连接断掉。

　　在Windows中，第一次探测是在最后一次数据发送的两个小时，然后每隔1秒探测一次，一共探测5次，如果5次都没有收到回应的话，就会断开这个连接。但两个小时对于我们的项目来说显然太长了。我们必须缩短这个时间。那么我们该如何做呢？我要利用Socket类的IOControl()函数。我们来看看这个函数能干些什么：

使用 IOControlCode 枚举指定控制代码，为 Socket 设置低级操作模式。 

命名空间:System.Net.Sockets 
程序集:System（在 system.dll 中） 

语法 

C# 
public int IOControl ( 
IOControlCode ioControlCode, 
byte[] optionInValue, 
byte[] optionOutValue 
) 


参数 
ioControlCode 
一个 IOControlCode 值，它指定要执行的操作的控制代码。 

optionInValue 
Byte 类型的数组，包含操作要求的输入数据。 

optionOutValue 
Byte 类型的数组，包含由操作返回的输出数据。 

返回值 
optionOutValue 参数中的字节数。

如：

socket.IOControl(IOControlCode.KeepAliveValues, inOptionValues, null);

我们要搞清楚的就是inOptionValues的定义，在C++里它是一个结构体。我们来看看这个结构体：

struct tcp_keepalive 
{ 
    u_long  onoff; //是否启用Keep-Alive
    u_long  keepalivetime; //多长时间后开始第一次探测（单位：毫秒）
    u_long  keepaliveinterval; //探测时间间隔（单位：毫秒）
}; 

在C#中，我们直接用一个Byte数组传递给函数：

uint dummy = 0;
byte[] inOptionValues = new byte[Marshal.SizeOf(dummy) * 3];
BitConverter.GetBytes((uint)1).CopyTo(inOptionValues, 0);//是否启用Keep-Alive
BitConverter.GetBytes((uint)5000).CopyTo(inOptionValues, Marshal.SizeOf(dummy));//多长时间开始第一次探测
BitConverter.GetBytes((uint)5000).CopyTo(inOptionValues, Marshal.SizeOf(dummy) * 2);//探测时间间隔

具体实现代码：

        public static void AcceptThread()
        {
            Thread.CurrentThread.IsBackground = true;
            while (true)
            {
                uint dummy = 0;
                byte[] inOptionValues = new byte[Marshal.SizeOf(dummy) * 3];
                BitConverter.GetBytes((uint)1).CopyTo(inOptionValues, 0);
                BitConverter.GetBytes((uint)5000).CopyTo(inOptionValues, Marshal.SizeOf(dummy));
                BitConverter.GetBytes((uint)5000).CopyTo(inOptionValues, Marshal.SizeOf(dummy) * 2);
                try 
                {
                    Accept(inOptionValues);
                } 
                catch { } 
            } 
        } 

        private static void Accept(byte[] inOptionValues)
        {
            Socket socket = Public.s_socketHandler.Accept();
            socket.IOControl(IOControlCode.KeepAliveValues, inOptionValues, null);
            UserInfo info = new UserInfo();
            info.socket = socket;
            int id = GetUserId();
            info.Index = id;
            Public.s_userList.Add(id, info);
            socket.BeginReceive(info.Buffer, 0, info.Buffer.Length, SocketFlags.None, new AsyncCallback(ReceiveCallBack), info);
        } 

代码摘自网络