Linux-udp-http协议-tcp状态转移图

学不完了怎么办

已于 2024-11-14 10:26:53 修改

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文章标签： linux udp http

于 2024-11-13 05:05:52 首次发布

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一.tcp状态转移图

1.下图为TCP状态转移图，此图包含三次握手和四次挥手，其中三次握手比快。

①三次握手：由客户端主动打开，给服务端发送SYN，客户端变为SYN_SENT，服务端收到SYN为第一次握手。服务端给客户端发送SYN,ACK，客户端收到SYN,ACK为第二次握手。客户端给服务端发送确认号ACK，服务端收到ACK，为第三次握手。完成三次握手后，客户端与服务端都变成ESTABLISHED（已完成三次握手状态）

②四次挥手：

不论是客户端还是服务端，在进行close时进行挥手。当有一方先进行close操作就是主动关闭，另一方就是被动关闭。（这里假设客户端先关闭）客户端发送FIN，服务端接收FIN，为第一次挥手，此时服务端变为CLOSE_WAIT,客户端变为FIN_WAIT_1。当服务端发送ACK，客户端收到ACK为第二次挥手，此时客户端变为FIN_WAIT_2。当服务端发送FIN，客户端接收FIN为第三次挥手，此时服务端变为LAST_ACK。当客户端发送ACK，服务端接收ACK为第四次挥手，此时客户端变为TIME_WAIT，服务端消失。

三次挥手：

（这里假设客户端先关闭）客户端发送FIN，服务端接收FIN，为第一次挥手，此时服务端变为CLOSE_WAIT,客户端变为FIN_WAIT_1。当服务端发送ACK和FIN，客户端收到FIN和ACK，为第二次挥手，此时服务端变为LAST_ACK。当客户端发送ACK,服务端收到ACK，为第三次挥手，此时客户端变为TIME_WAIT,服务端消失。

客户端与服务端同时关闭：

双方同时给对方发送FIN，此时双方状态都变成FIN_WAIT_1。之后双方同时接收FIN和发送ACK，此时就是同时关闭，双方状态都变为CLOSING。之后双方同时接收ACK，状态都变成TIME_WAIT。

2.TIME_WAIT：存活时间是一个报文最大生存时间的两倍。（大概2min）

为什么要有TIME_WAIT状态：

注：①当有TIME_WAIT状态，当客户端发送ACK后，让服务端有足够的时间接收ACK。就可以顺利结束TCP连接。要是没有TIME_WAIT状态，服务端万一没有接收到ACK，根据超时重传机制，服务端重新发来的FIN，客户端早已经结束，就不认识这个FIN了，挥手就无法准确进行。

②若是没有TIME_WAIT状态，当连接关闭后，端口号被释放，此时可能还有一些数据在路上没有发送过来，当要是有其他进程连接这个端口号，可能会产生混乱。

3.怎么解决connect长时间阻塞：给connect设置一定次数循环，当循环结束还没有连接上就退出。或者设定一定的时间，若时间到了还没有连接上就退出等等。（正常TCP自己结束等待的时间较长）

二.传输层udp的编程流程（短信）

1.服务端

①socket（int domain（地址族ipv4/ipv6），int type（服务类型，tcp->流式服务，udp->数据报服务），int protocol（协议版本，目前恒为0））-->创建套接字

②bind（int sockfd（套接字描述符），const struct sockaddr *addr（使用哪个IP的哪个端口），socklen_t addrlen（指针指向空间的大小））-->指定IP与端口

③recvfrom(int sockfd（套接字描述符），void * buf（传到哪个buff中），size_t len（buff多大），int flags（标志位），struct sockaddr * src_addr（套接字的地址结构-->收到的数据存进去，记录了发送者的IP与端口），socklen_t *addrlen（套接字地址结构大小）)-->接收数据

④sendto(int sockfd（监听套接字），const void * buf（待发送的数据），size_t len（发送数据的大小），int flags（标志位），const struct sockaddr * dest_addr（套接字的地址结构-->数据去往的ip与端口），socklen_t addrlen（套接字地址结构大小）)-->发送数据

⑤close（int fd（套接字））-->关闭描述符

2.客户端

①socket（int domain（地址族ipv4/ipv6），int type（服务类型，tcp->流式服务，udp->数据报服务），int protocol（协议版本，目前恒为0））-->创建套接字

②sendto(int sockfd（监听套接字），const void * buf（待发送的数据），size_t len（发送数据的大小），int flags（标志位），const struct sockaddr * dest_addr（套接字的地址结构-->数据去往的ip与端口），socklen_t addrlen（套接字地址结构大小）)-->发送数据

④close（int fd（套接字））-->关闭连接

3.实现客户端与服务端的连接，客户端从键盘输入给服务端可以发送消息，服务端收到打印出来并返回ok，客户端收到后将ok也打印到屏幕上。

①服务端

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
 
int main()//udp循环的接收
{
    int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(sockfd == -1)
    {
        printf("sockfd err\n");
        exit(1);
    }
 
    struct sockaddr_in saddr,caddr;
    menset(&saddr,0,sizeof(saddr));
    saddr.sin_family=AF_INET;
    saddr.sin_port=htons(6000);
    saddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");
    int res=bind(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));
    if(res==-1)
    {
        printf("res err\n");
        exit(1);
    }
  
    while(1)
    {
        int len=sizeof(caddr);
        char buff[128]={0};
        recvfrom(sockfd,buff,127,0,(struct sockaddr*)&caddr,&len);
        printf("n=&s\n",buff);

        sendto(sockfd,"ok",2,0,(struct sockaddr*)&caddr,len);
     }
}

②客户端

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
 
int main()
{
    int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
    if(sockfd==-1)
    {
        exit(1);
    }

    struct sockaddr_in saddr;//代表服务器的IP和端口
    saddr.sin_family=AF_INET;
    saddr.sin_port=htons(6000);
    saddr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");

    while(1)
    {
        char buff[128]={0};
        printf("input:\n");
        fgets(buff,128,stdin);
        if(strncmp(buff,"end",3) == 0)
        {
            break;
        }

        sendto(sockfd,buff,strlen(buff),0,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));

        menset(buff,0,sizeof(buff));
        int len=sizeof(saddr);
        recvfrom(sockfd,buff,127,0,(struct sockaddr*)&saddr,&len);
        printf("buff=&s\n",buff);
    }
    close(sockfd);
    exit(0);
}

4.udp与tcp不同没有接收缓冲区，发送端发送的数据是直接交给udp数据报，再由数据报直接交给接收端，没来得及发送的数据直接就丢失了。即发送一次就接收一次，发送两次就接收两次。

如：