POSIX API与协议栈

Socket

TCB:传输控制块的数据结构把发给不同设备的数据封装起来。建立sokcet时，其实是在分配TCB空间，用户操作的时候操作fd，其实底层是操作tcb。

TCB其实是个五元组的结构体:(客户端IP，客户端端口，本地IP，本地端口，协议)组成

三次握手

三次握手是在客户端发起connect时进行建立的，客户端调用connect函数，内核协议栈发送tcp的包，seqnum=1234代表的是包的数据起始位置，服务器会回一个acknum=1235，代表着1235之前的数据包都已经接受到了，还有发送一个seqnum=3246代表着服务端tcp包的位置，此时客户端会回一个ack；到此三次握手已经建立完毕。

当建立三次握手时，客户端第一次发送，服务端会建立相应的半连接队列，保存相应的tcb；当客户端第二次回应时，会将相应的tcb保存到全连接队列中，此时accpet就是从全连接队列中取相应的tcb与文件句柄建立关系

数据发送

send过程：调用send只是将用户态的数据拷贝到内核协议栈中的sendbuffer当中，内核协议栈什么时候发送，则是有内核决定与用户态无关；sendbuffer中的数据加上tcp头，ip头，网络头组成一个包发送到服务端，服务端接受到数据放入到recvbuffer当中，recv则是将内核栈中的数据拷贝到用户态当中；当send函数返回值为-1时，说明sendbuffer中已经满了，不能再填充了；当recvbuffer中的数据满了时，用户态还没有取数据，则通知客户端窗口为0，说明告诉客户端不要再发送数据了。

为了保证数据在服务端是有序的，我们采用延迟ACK的方法

 

比如客户端发送五个包，当服务端接受到一个包时，会启动相应的定时器，比如200ms,第二个包到的时候，定时器重新定为200ms,第五个包接受到了，但是第六个包在200ms之内没有接受到，则服务端会返回一个ACK，此时ACK=4,说明1,2,3包也接受到了，此时虽然5号包到了，但是也只能重传5号包，从4号包开始。这就保证了每次接受到的是有序的

四次挥手 

当客户端调用close时，内核协议栈发送tcp包其中fin位位1，当服务端接受到fin=1的包时，会想用户态推一个空包，recv=0,发并发送一个确定的ACK包；过了一段时间后服务端调用close时，也会想客户端发送一个fin=1的tcp包，并且客户端返回一个ack到此四次挥手介绍，这个连接再也没有用了。

当客户端调用close时，进入fin_wait_1状态，服务端接受到tcp包后进入close_wait状态；当客户端接受到ack并且到接受到服务端也发送的tcp包这段时间是fin_wait_2状态，服务端调用close后进入last_ack状态。当客户端进入fin_wait_1状态超时了，就会重传，但是大部分会阻塞在fin_wait_2状态，可能在服务端调用close时，要进行一些列的操作比如关闭相应的数据库等。当服务端调用close时会回收相应的fd与tcb，而客户端是在time_wait状态下进行回收

还有一种情况，服务端在调用close时服务端断电了，客户端会一直进入fin_wait_2状态，等待超过2分钟就自动断开；当最后一个ack丢失时，也会进行重传，time_wait时间为120s