Почему в некоторых случаях соединения отклоняются, даже если основной поток загружен не слишком сильно: решение проблемы с TCP сервером на Delphi и оптимизация обработки соединений

Delphi , Интернет и Сети , TCP/IP

Проблемы с TCP сервером на Delphi: отказ соединений при загрузке основного потока

Введение

В разработке сетевых приложений на Delphi с использованием TCP серверов иногда возникают ситуации, когда соединения неожиданно отклоняются, даже при умеренной загрузке основного потока. Эта проблема, описанная Эриком Бонильей на форуме, встречается редко, но может существенно повлиять на работу приложений, особенно в системах с высокой нагрузкой, таких как системы видеонаблюдения.

Анализ проблемы

Основные симптомы, описанные в проблеме:

1. При одновременном подключении множества клиентов (например, 80 соединений) принимаются только первые 15-20 соединений
2. Остальные соединения немедленно отклоняются
3. После обработки первых соединений новые подключения начинают приниматься снова
4. Проблема возникает даже при увеличении размера бэклога (ListenBacklog) до 200

Как отметил Реми Лебо, возможные причины такого поведения:

• Порт не открыт или недоступен
• Переполнение бэклога соединений
• Отклонение соединения callback-функцией WSAAccept()
• Блокировка соединения фаерволом или другим сетевым компонентом

Основные причины и решения

1. Ограничения операционной системы

Windows имеет встроенные механизмы защиты от DDoS-атак, которые могут неожиданно срабатывать. Как отметил Kas Ob., Microsoft реализовала базовую защиту, которая может блокировать соединения при подозрении на атаку.

Решение: - Проверить настройки TCP/IP в реестре Windows - Отключить или настроить ECN (Explicit Congestion Notification) - Проверить динамические порты командой netsh int ipv4 show dynamicport tcp

Пример проверки динамических портов:

// Можно выполнить команду через ShellExecute
ShellExecute(0, 'open', 'cmd.exe', '/C netsh int ipv4 show dynamicport tcp', nil, SW_HIDE);

2. Проблемы с бэклогом соединений

Хотя Эрик увеличил ListenBacklog до 200, проблема сохранилась. Это может указывать на то, что значение не применяется правильно или есть другие ограничения.

Альтернативное решение: - Убедиться, что значение бэклога устанавливается перед вызовом Listen - Проверить, что используется правильный сокет (не закрывается случайно)

Пример кода для Indy:

procedure TForm1.StartServer;
begin
  IdTCPServer1.Bindings.Add.Port := 1234;
  IdTCPServer1.ListenQueue := 200; // Установка размера бэклога
  IdTCPServer1.Active := True;
end;

3. Занятость основного потока

Основная проблема в том, что сервер работает в основном потоке. Когда поток занят обработкой других соединений, новые подключения могут отклоняться.

Решение: - Перенести обработку соединений в отдельные потоки - Использовать асинхронную модель обработки

Пример с TTcpServer:

type
  TClientThread = class(TThread)
  private
    FClientSocket: TSocket;
  protected
    procedure Execute; override;
  public
    constructor Create(AClientSocket: TSocket);
  end;

constructor TClientThread.Create(AClientSocket: TSocket);
begin
  FClientSocket := AClientSocket;
  FreeOnTerminate := True;
  inherited Create(False);
end;

procedure TClientThread.Execute;
begin
  // Обработка клиентского соединения
end;

procedure TForm1.TcpServer1Accept(Sender: TObject; ClientSocket: TCustomIpClient);
begin
  // Создаем поток для каждого нового соединения
  TClientThread.Create(ClientSocket.Handle);
end;

4. Проблемы с фаерволом и сетевыми компонентами

Даже при локальном тестировании фаервол может влиять на соединения. Как отметил FPiette, возможно неожиданное закрытие сокета.

Решение: - Временно отключить фаервол для тестирования - Проверить журналы фаервола на предмет блокировок - Убедиться, что сокет не закрывается случайно в коде

Оптимизация TCP сервера на Delphi

Для предотвращения подобных проблем рекомендуется:

1. Использовать пул потоков вместо создания нового потока для каждого соединения:

// Пример с TThreadPool
TThreadPool.Default.QueueWorkItem(
  procedure
  begin
    // Обработка соединения
  end);

1. Мониторинг нагрузки сервера и автоматическая регулировка:

procedure TForm1.CheckServerLoad;
begin
  if FConnectionsCount > FMaxConnections then
  begin
    // Регулировка нагрузки
  end;
end;

1. Логирование отказов соединений для последующего анализа:

procedure TForm1.LogConnectionError(const AError: string);
begin
  TFile.AppendAllText('connection_errors.log', 
    Format('%s: %s%s', [DateTimeToStr(Now), AError, sLineBreak]));
end;

1. Использовать готовые решения типа ICS, Indy или Synapse, которые уже содержат оптимизации для работы с множеством соединений.

Заключение

Проблема с отказом соединений при умеренной загрузке основного потока может быть вызвана комбинацией факторов: настройками ОС, обработкой в основном потоке, сетевыми компонентами. Оптимальное решение - перенос обработки соединений в отдельные потоки или использование асинхронной модели, настройка параметров TCP/IP в Windows и тщательное логирование для анализа подобных ситуаций.

Для критически важных систем рекомендуется протестировать различные сценарии нагрузки и реализовать механизмы автоматического восстановления после перегрузок.

Создано по материалам из источника по ссылке.

При проблемах с TCP сервером на Delphi, выражающихся в отказе соединений при загрузке основного потока, рекомендуется проверить настройки ОС, перенести обработку соединений в отдельные потоки, настроить параметры TCP/IP и тщательно логировать ошибки.

Комментарии и вопросы

Получайте свежие новости и обновления по Object Pascal, Delphi и Lazarus прямо в свой смартфон. Подпишитесь на наш Telegram-канал delphi_kansoftware и будьте в курсе последних тенденций в разработке под Linux, Windows, Android и iOS

:: Главная :: TCP/IP ::