Linux socket accepシステムコールとTCP_DEFER_ACCEPT

このドキュメントの内容は、以下の通りです。

• Accept Filterとは
• 3-way handshake
• TCP_DEFER_ACCEPTとは
• リスニングソケットの場合
• 必ずしもデータが到達するわけではない
• TCP_DEFER_ACCEPT を使用する
• コーディングレベルでの利用例

Accept Filterとは

Accept Filterとは、カーネル内でネットワークのリクエストをバッファリングすることにより、OSとアプリケーションのスイッチングを減らしたり、アプリケーションがデータ待ちで止まってしまうことを避けたりすることができます。
http://kaworu.jpn.org/freebsd/Accept_Filter

Linuxには、Accept FilterでいうAccept httpがありませんが、accept data という意味で TCP_DEFER_ACCEPT が利用できます。

3-way handshake

HTTPの通信がはじまるまでの 3-way handshake (3ウェイハンドシェイク)のざっくりした流れは、以下の通りです。

TCP_DEFER_ACCEPTとは

Linux の TCP_DEFER_ACCEPT は、3 way handshake の後にクライアントがデータを送信することがわかっている場合に利用します。
クライアントがACKをデータと一緒に送信したほうが効率がよいからです。

HTTPリクエストに必要なデータサイズは、小さいため、１パケットに収まります。
HTTP通信では、HTTPリクエストがサーバに到達するまでに、最低でも４パケットが必要になります。
3-way handshake (3ウェイハンドシェイク)とHTTPのデータのパケットが必要です。

この TCP_DEFER_ACCEPT は、 Linux の Accept Filter の accept data で利用されています。
ACK が返ってこなければ、acceptも返せないということなんでしょう。
acceptシステムコールの呼び出しは、データが到着するまで返るまで遅延させられます。

リスニングソケットの場合

必ずしもデータが到達するわけではない

TCP_DEFER_ACCEPTは、acceptが返るのを遅延させますが、指定した秒数が過ぎるまで遅延されます。
「指定した秒数」が経過すると、データが到達していない場合でも accept の呼び出しが返ります。
そのため、acceptが返ったからといって、必ずしもデータが到達しているわけではない、ということになります。

TCP_DEFER_ACCEPT を使用する

C言語レベルで、TCP_DEFER_ACCEPTを有効にする場合、setsockopt()で、TCP_DEFER_ACCEPTを有効にします。

コーディングレベルでの利用例

httpd/httpd-2.2.20/srclib/apr/network_io/unix/sockopt.c

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