Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
닷넷: 2206. C# - TCP KeepAlive의 서버 측 구현 [링크 복사], [링크+제목 복사],
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정성태 (techsharer at outlook.com)
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.NET Framework: 487. Socket.Receive 메서드의 SocketFlags.Peek 동작을 이용해 소켓 연결 유무를 확인?
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/1824

.NET Framework: 488. TCP 소켓 연결의 해제를 알 수 있는 방법
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/1825

닷넷: 2204. C# - TCP KeepAlive에 새로 추가된 Retry 옵션
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13531

닷넷: 2206. C# - TCP KeepAlive의 서버 측 구현
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13533

Windows: 255. (디버거의 영향 등으로) 대상 프로세스가 멈추면 Socket KeepAlive로 연결이 끊길까요?
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13546

Windows: 256. C# - Server socket이 닫히면 Accept 시켰던 자식 소켓이 닫힐까요?
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13550




C# - TCP KeepAlive의 서버 측 구현

지난 이야기에서는,

C# - TCP KeepAlive에 새로 추가된 Retry 옵션
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13531

클라이언트로 예제를 사용했는데요, 사실 현업으로 따지자면 서버 측에서의 구현이 더 일반적일 수 있습니다. 왜냐하면, 서버는 다수의 클라이언트와 연결을 맺는 것이므로 쓸데없는 연결이 남게 되면 자칫 자원 고갈의 문제로 이어질 수 있기 때문입니다. 따라서 끊긴 클라이언트를 가능하면 빠르게 인지하는 것이 서버 입장에서는 더 필요할 수밖에 없습니다.

일단, (클라이언트와는 달리) 서버는 그나마 자유롭게 고를 수 있으므로 Windows Server 2019 이상으로 가정한다면 TCP 레벨에 추가된 3가지 옵션(TcpKeepAliveTime, TcpKeepAliveInterval, TcpKeepAliveRetryCount)을 걱정 없이 사용할 수 있을 것입니다.

적용 방법은 간단한데요, Server 소켓에만 적용해 주면 이후 Accept한 클라이언트 소켓에 서버의 설정이 상속되므로 다음과 같이 간단하게 KeepAlive 설정을 할 수 있습니다.

int port = 18500;
Socket listenSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork,
                                SocketType.Stream,
                                ProtocolType.Tcp);


if (RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Windows) == false
    || Environment.OSVersion.Version < new Version(10, 0, 15063))
{
    throw new NotSupportedException();
}

listenSocket.SetSocketOption(SocketOptionLevel.Socket, SocketOptionName.KeepAlive, true);
listenSocket.SetSocketOption(SocketOptionLevel.Tcp, (SocketOptionName)3, 1);
listenSocket.SetSocketOption(SocketOptionLevel.Tcp, (SocketOptionName)17, 3);
listenSocket.SetSocketOption(SocketOptionLevel.Tcp, (SocketOptionName)16, 10);

이후, 실제로 (VM을 Pause 시킨 순간의) 연결 끊김을 알아내기 위해 Ping 코드를 추가해 다음과 같이 테스트 서버를 완성할 수 있습니다.

IPEndPoint ep = new IPEndPoint(IPAddress.Any, port);
listenSocket.Bind(ep);
listenSocket.Listen(5);

while (true)
{
    Socket clientSocket = listenSocket.Accept();
    Log($"{clientSocket} connected.");
    bool pingEnabled = true;

    Task.Run(() =>
    {
        bool connected = true;
        IPEndPoint? ep = clientSocket.RemoteEndPoint as IPEndPoint;
        if (ep == null)
        {
            return;
        }

        while (pingEnabled)
        {
            Ping ping = new Ping();

            PingOptions options = new PingOptions();
            options.DontFragment = true;

            string data = "test";
            byte[] buffer = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(data);
            int timeout = 300;

                    
            PingReply reply = ping.Send(ep.Address, timeout, buffer, options);
            bool replied = reply.Status == IPStatus.Success;

            if (connected != replied)
            {
                connected = replied;
                Log($"Status changed to {reply.Status}");
            }

            Thread.Sleep(32);
        }
    });

    Task.Run(() =>
    {
        Log("SendData");
        clientSocket.Send(new byte[4] { 1, 2, 3, 4 });

        Log("Wait for receiving");

        try
        {
            clientSocket.Receive(new byte[4]);
            Log($"Received");
        }
        catch (Exception e)
        {
            Log($"Exception thrown: {e.Message}");
        }

        pingEnabled = false;
    });
}

이에 대응하는 클라이언트 코드는 기본으로만 만들면 됩니다.

using System.Net.Sockets;

namespace ConsoleApp2;

internal class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        string host = "192.168.0.22";
        int port = 18500;

        Socket socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

        socket.Connect(host, port);
        Log("Connected");

        int received = socket.Receive(new byte[4]);
        Log("Received");

        try
        {
            socket.Receive(new byte[4]);
            Log("Received");
        }
        catch (Exception ex)
        {
            Log($"Exception thrown: {ex.Message}");
        }

        socket.Close();

    }

    private static void Log(string text)
    {
        Console.WriteLine($"[{DateTime.Now:mm ss fff}] {text}");
    }
}

이후, 서버와 클라이언트를 실행하고 나서 클라이언트가 실행된 VM을 Pause 시키면 서버에는 다음과 같은 로그가 남게 됩니다.

[02 05 573] Status changed to TimedOut
[02 36 791] Exception thrown: 연결된 구성원으로부터 응답이 없어 연결하지 못했거나, 호스트로부터 응답이 없어 연결이 끊어졌습니다.

약 31초 만에 끊겼으니 KeepAlive에 설정한 대로 동작했습니다. 테스트를 위해 살짝 parameter를 바꿔보면,

SocketOptionName.KeepAlive == 1
SocketOptionName.TcpKeepAliveInterval == 1
SocketOptionName.TcpKeepAliveRetryCount == 10

이제 실행 결과는 10여 초 만에 끊기도록 나옵니다.

[17 34 240] Status changed to TimedOut
[17 44 580] Exception thrown: 연결된 구성원으로부터 응답이 없어 연결하지 못했거나, 호스트로부터 응답이 없어 연결이 끊어졌습니다.




참고로, Accept 이후 얻게 된 클라이언트 소켓에서 기본값을 재정의하는 것도 가능합니다.

Socket clientSocket = listenSocket.Accept();

clientSocket.SetSocketOption(SocketOptionLevel.Socket, SocketOptionName.KeepAlive, true);
clientSocket.SetSocketOption(SocketOptionLevel.Tcp, SocketOptionName.TcpKeepAliveTime, 1);
clientSocket.SetSocketOption(SocketOptionLevel.Tcp, SocketOptionName.TcpKeepAliveInterval, 3);
clientSocket.SetSocketOption(SocketOptionLevel.Tcp, SocketOptionName.TcpKeepAliveRetryCount, 10);

현실적으로는, 저렇게 클라이언트마다 재정의하는 것이 필요한 상황은 거의 없을 것입니다.

(첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함합니다.)




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[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 3/11/2024]

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