Windows TCP连接失败和重新传输

问题描述

我在Windows上运行的复杂应用程序中遇到间歇性的TCP连接问题。

我正在尝试确定问题出在我的代码还是Windows本身的错误。

系统由客户端应用程序，服务器应用程序和Web应用程序GUI组成。 GUI通过API端口连接到服务器，而客户端应用程序通过其他端口连接。

我的测试设置使客户端程序通过SSH隧道连接，该SSH隧道重定向到与客户端在同一系统上运行的服务器。服务器还在另一个线程上监听localhost上的API端口。

代码在VMware工作站的Windows 10的内部版本2004上运行。

在某些时间点，服务器暂时停止响应SYN数据包。建立新的连接需要2到3秒钟，而由于重新传输，现有的连接会出现延迟。由于从服务器/ Windows的角度来看，所有连接都来自本地主机，并且发生在两个不同的线程上，因此我以自己的代码（可能解释该问题）用尽了所有解释。

问题每20分钟出现一次。这也让我怀疑还有其他错误与我的代码无关。

我有机会从使用CURL的连接尝试中获取数据包转储。看起来像这样：

从图中可以看出，服务器响应之间的本地主机有3秒的延迟！该服务器是一个非常简单的轮询设计，我无法发现问题所在。负责接受此连接的服务器代码如下：


cR<void> cWindowsTcpserver::HasConnectionsPending()
{
    fd_set ReadSet = {};

    FD_ZERO(&ReadSet);

    FD_SET((SOCKET)_GenericFD,&ReadSet);

    timeval Timeout = {};
    // This select is not a bug on windows. The nSocks argument is ignored.
    uint32_t SelectResult = select(NULL,&ReadSet,NULL,&Timeout);

    if (SelectResult == SOCKET_ERROR)
        return cR<void>(false);

    return cR<void>(FD_ISSET((SOCKET)_GenericFD,&ReadSet) != 0);
}

cR<std::shared_ptr<iSocketBase>> cWindowsTcpserver::AcceptConnection()
{
    uint32_t TempFD = INVALID_SOCKET;

    sockaddr_in RemoteAddress = {};

    uint32_t AddrLength = sizeof(RemoteAddress);

    TempFD = (uint32_t)accept(_GenericFD,(sockaddr*)&RemoteAddress,(int*)&AddrLength);

    if (TempFD == INVALID_SOCKET)
        return cR<std::shared_ptr<iSocketBase>>(false);
    // This would not work for IPv6,but ipv4 is hardcoded in all clients that connect here...
    std::string Ip      = inet_ntoa(RemoteAddress.sin_addr);
    uint16_t    Port = ntohs(RemoteAddress.sin_port);

    return cR<std::shared_ptr<iSocketBase>>(true,std::make_shared<cWindowsTcpsocket>(TempFD,Ip,Port));
}

void cAPIServer::handle_server()
{
    while ((bool)_server_socket->HasConnectionsPending() == true)
    {
        auto accepted_client = _server_socket->AcceptConnection();

        std::thread(&cAPIServer::handle_client,this,accepted_client.Value()).detach();
    }
}

void cAPIServer::server_main()
{
    while (_is_running == true)
    {
        handle_server();

        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(5));
    }
}

客户端，服务器和SSH一起以每秒〜6的速率循环通过未使用的端口。但是从我读过的所有内容来看，直到客户端每秒使用约33个连接后，Windows端口耗尽问题才出现。在perfmon和netstat中，一次处于活动状态的连接永远不会超过22个。我只看到大约60个处于“ TIME_WAIT”状态的连接在被系统回收之前。有64k端口可用于连接，所以我认为不是那样。

它的显示间隔始终为20分钟左右。端口耗尽问题也只会影响新的连接。但是在屏幕截图中，很明显，在建立连接之后，来自客户端的第一个承载数据的数据包也被重传了两次。

我的代码有误吗？还是我想念的东西？

编辑：

此后，我进行了以下实验：

在VM上运行客户端，在我的主机窗口上运行服务器10 机。结果是一样的。
删除所有其他网络适配器（例如OpenVPN），即使这些都不活跃。结果是一样的。
重新引导所涉及的系统。结果是一样的。
禁用Windows Defender实时扫描。结果是一样的。
当我发现发生以下情况的数据包丢失时，打开一个ncat侦听器另一个端口，然后连接。似乎比平时还慢，但是我没有花时间准确地进行测量，所以我可能是错的。
运行netsh跟踪会话并打开事件（没什么特别的，但是有很多事件，因此我很容易错过了一些东西）。
禁用mmp和配置文件（Windows中的某种TCP syn Flood保护），
将客户端直接连接到服务器而不是SSH隧道，结果相同。

编辑2：

我注意到还有其他一些事情使我加深了神秘感。如果我终止了服务器和客户端，当发生丢包然后重新启动它们时，问题仍然存在。这一定是Windows中一些新颖的端口耗尽问题。

重启之间没有持久性。没有共享的数据库，共享的配置或任何其他类似的东西。客户端的服务器都未重用以前运行的状态，因此我认为这可以确认问题不在我的代码中。即使我指示代码使用其他端口，数据包仍会丢弃。

解决方法

暂无找到可以解决该程序问题的有效方法，小编努力寻找整理中！

如果你已经找到好的解决方法，欢迎将解决方案带上本链接一起发送给小编。

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