UNIX网络编程第三版(卷1)读书笔记以及习题-章节2

1. 几个关键点

• 常用连接协议TCP、UDP的特点：

  • TCP：可靠的，全双工（同一时刻，允许数据在两个方向上同时传输）通信协议。

    • 完成一次连接需要进行3次握手：客户端发起请求(SYN) —— 服务器收到客户端请求(SYN)并返回确认(ACK) —— 客户端收到服务器确认(ACK)并发送确认的确认(ACK) —— 服务器收到客户端确认(ACK)，建立连接。
    • 完成一次断开需要进行4次握手：主动关闭方发送(FIN) —— 接收方发送回复(ACK) && 接收方发送(FIN) —— 主动关闭放发送回复(ACK) —— 接收方收到回复(ACK)，关闭连接。

    • 一个完整的请求流程：

      • 当服务器bind一个套接字的时候，一般服务器是一个多宿（简单理解为多个IP地址，一般bind一个端口，一个外网IP一个内网IP，例如xxx.xxx.xxx.xxx:21和192.168.1.100:21）的绑定。会生成一个套接字对，对应4节数据（本机地址：本机端口，对端地址：对端端口），初始绑定时，内容相当于（ * :21；* : * ），*是通配符。
      • 客户端连接成功之后，客户端也会生成一个套接字对，例如（192.168.1.110:1500；192.168.1.100:21）这里的本地端口，客户端会开启一个空闲端口。
      • 服务器不管是否会开启新线程去处理连接，当客户端连接后，之前的套接字对会绑定客户端的IP和端口，例如（192.168.1.100:21；192.168.1.110:1500），如果开启了新线程，线程会绑定上述的套接字对，主进程依然是初始化的状态继续监听。

    • 一个完成的数据包装流程：

      • 程序调用write方法，会将原本程序缓冲区的数据尝试写入到套接字发送缓冲区（SO_SNDBUF），如果出现发送缓冲区不足，这时程序就会阻塞知道将需要写的数据全部写完。注意：全部写完之后write就会返回成功，这时候并不能代表服务器已经收到数据。
      • 接着进入传输层，本机传输层会将数据按照MSS大小（最小536字节）分块，拼上TCP头和尾。
      • 接着传入网络层，网络层可能会进一步给数据分节，并拼上IP头和尾。
      • 接着传入链路层，插入带发送队列中，这时如果队列已满，会抛弃该节数据，并向上返回错误。上层会进行重试，并不会将错误返回给应用层。
      • 接着进行网络传输，中间会不断的收到服务器的ACK确认，只有当最终传输完毕后，收到了服务器的确认，本地才会抛弃套接字缓冲区的缓存。

  • UDP：不可靠的通信协议。

    • 和TCP的最大区别是数据包装的时候，因为本身是不可靠的，因此并没有套接字缓冲区缓存UDP数据，经过传输层、网络层分片、增加对应头尾后，直接发送，如果发送队列已满，会直接抛弃该数据包，内核会返回给应用程序一个ENOBUFS错误，但是有些实现不返回该错误，这时，本机也许就直接抛弃了。

• netstat查看进程常见状态解释：

  • ESTABLISHED：TCP连接被建立的时候，正常状态。
  • TIME_WAIT：根据之前关闭的四次握手，当接收方发送了FIN等待最后一个确认到达之前就会转变为该状态。
  • CLOSED：连接被关闭。