非同期ソケットでのタイムアウト判定

Question

unity C# での質問です

サーバにTCP/IPで接続する際に同期接続を行った場合、サーバ側が落ちていた時に接続失敗になるまで時間がかかるので、非同期接続でタイムアウトを取りたいのですがうまく行きません。

ネットでの記事を参考にこんなソースを書いて、このクラスでチェックし、応答が取れたら同期接続をするというロジックでやっています。

このロジックですと、サーバ側PCもクライアントとなるスマホも同じローカルネットワークならうまくいくのですが、スマホが公衆回線の場合はサーバを落としていても iar.IsCompleted が true になって、つながったと判断してしまいます。

良い方法、あるいは、根本的にアプローチが間違えている、など、ご指導頂けましたら幸いです。

よろしくお願いします。

using UnityEngine;
using System;
using System.Collections;
using System.Net.Sockets;

public class TCPcheck : MonoBehaviour
{

    // 接続OK
    public bool blConnectFlg = false;

    // TCPクラス
    private TcpClient tc = null;

    // TCP/IP 接続チェック （非同期）
    public IEnumerator Connect(string host, int portNo, int timeoutMSec)
    {

        // 接続OKフラグ
        blConnectFlg = false;

        // TCPクラス定義
        TcpClient tc = new TcpClient();

        // 開始時刻 確保
        float startTime = Time.time;     // 開始時間

        // 接続
        IAsyncResult iar = tc.BeginConnect(host, portNo, null, null);

        // 接続終了待ち
        while (iar.IsCompleted == false && (Time.time - startTime) < 10 )
        {

            yield return 0;

        }

        // 接続できた場合
        if (iar.IsCompleted == true)
        {

            // 接続フラグを立てる
            blConnectFlg = true;

            // 終了
            tc.Close();

        }

        // 破棄
        iar = null;

        // 終了
        yield break;

    }

}

Answer 1

IAsyncResult.isCompleted は単に非同期処理（TcpClient.Connect() ）が完了したかどうかを示しているだけで、Tcp接続の成否は示していないのではないでしょうか。

つまり、Tcp接続が成功／失敗したかどうかにかかわらず、単に非同期の接続処理が終わった時点で true に変化するだけ。接続されたか失敗したかは、TcpClient.Connected を調べる必要がある、ということだと思います。

###TcpClientの接続タイムアウトを制御するサンプル

var client = new TcpClient();
var result = client.BeginConnect(server_host, server_port, null, null);
var success = result.AsyncWaitHandle.WaitOne(TimeSpan.FromSeconds(10));
if (success)
{
    Console.WriteLine("connected!");
    client.EndConnect(result);
} else {
    Console.WriteLine("connection timed out!");
}

Comments

[tachoawc3148]

ご教示ありがとうございます。

実は、最初はご指摘頂いた TcpClient.Connected で結果を見ていたのですが、公衆回線経由の場合には繋がっていないのに True になってしまい、うまく接続を取ることができず、上記の方法で取れるかなとやってみていた次第です。

ローカルネットワーク内でしたら TcpClient.Connected で接続判定ができるので、何かしか指定の仕方が悪いのかロジックがわるいのか…という線で調べています。

やはり何かデータを送って確認する他ないですかね？

[tkanda]

「公衆回線経由の場合には繋がっていないのに True になってしまい」とのことですが、ちょっとあり得ない話のように思えます。

参考までに伺いたいのですが、差し支えなければどこのキャリアのどのようなプランで契約した回線か教えていただけませんか？

それと、「繋がっていない」ということをどのように確認されたのか、教えてください。

対策を検討するための実験として、その公衆回線を使ってサーバー側で LISTEN していないポート番号に Connect() したら、どのような結果になるか（それでも成功してしまうのか、何かのエラーが発生するのか）を確認してみてはいかがでしょうか。

このような場合、通常はECONREFUSEDというソケットエラーが発生するはずです。このエラーはTCP接続要求がサーバーコンピュータによって明示的に拒否されたことを示しています。つまり、意図的にこのエラーを起こすことによって、サーバーコンピュータが動作していることを確認することができます。

[tkanda]

回答に、TcpClientで接続タイムアウトを制御するサンプルコードを追記しました。ご参考になれば。

[tachoawc3148]

再度のご教示ありがとうございます。

回線状況は以下のとおりです。

スマホ　⇒　公衆回線　⇒　ルータ　⇒　サーバ

公衆回線⇔ルータ 間は NTTの光回線
スマホ⇔公衆回線 間は SIM FREE端末 ＋NTTDocomo系SIM（250kbps の速度）

ご指示通り、私の書いたプログラムで（Connected で判定するようにして）
運用予定ポートと違うポートで動かしたところ、接続エラーが取れました。

推測ですが、指定ポートへの接続をルータからNATなどで
転送するようになっている場合、ルータにたどり着いた時点で
接続って判断をしてしまうのでしょうか？？

サンプルコードもありがとうございます。
早速組み込んでやってみたいと思います。

Answer 2

皆さん色々ご指導ありがとうございました。

挙動を調べてみたのですが、やはり、公衆回線からルータ・NAT越えでサーバに接続する場合には、サーバの有無に関係なく、ルータ＆ポートに到達した時点で接続となってしまうようです。

よくよく考えるとグローバルIP（あるいはURL）・ポートで繋ぎに行くので、ルータ・ポートにたどり着いた時点で接続自体は成功ってことなのでしょう。ご指示いただいたように、試しにルータのあいてないポートに接続した場合は TcpClient.Connected が False になるので接続失敗がとれました。

これらの結果を踏まえ、今回のようなケースの場合は TcpClient.Connected == True となった場合には、送受信できることまでを確認して判定を行うようにプログラムを実装しました。

いろいろとありがとうございました。

Comments

[tkanda]

コメントのやりとりが中途になってしまってすみませんでした。
当初の課題がクリアできたとのことで、まずは良かったですね。
ただ、「公衆回線からルータ・NAT越えでサーバに接続する場合には、サーバの有無に関係なく、ルータ＆ポートに到達した時点で接続となってしまうようです。」は違うと思います。
もしそうだとしたら、クライアントからサーバー宛てにTCP（SYN）が送られたのに対して、当該のサーバーではない別の中間デバイスがTCP（SYN、ACK）を返したということです。私が知る限り、そのようなプロトコルは存在しません。（ある種のリバースプロキシ的な機能を持つファイアウォールシステムでは、そのような挙動がある可能性はあります。実例は知りませんが。）
推測ですが、「公衆回線経由だとルーターにたどり着いた時点で接続」ではなく、「公衆回線経由だとサーバー側で接続エラーを正しくハンドリングできていない」という可能性が高いのではないかと思います。

ご参考まで。

[tachoawc3148]

表現が正しかったのか微妙に感じながら書いておりましたので、ご指摘助かりました。ありがとうございます。今後とも宜しくお願いします。