UNIX網絡編程第三版(卷1)讀書筆記以及習題-章節2

1. 幾個關鍵點

• 常用連接協議TCP、UDP的特點：

  • TCP：可靠的，全雙工（同一時刻，允許數據在兩個方向上同時傳輸）通信協議。

    • 完成一次連接需要進行3次握手：客戶端發起請求(SYN) —— 服務器收到客戶端請求(SYN)並返回確認(ACK) —— 客戶端收到服務器確認(ACK)併發送確認的確認(ACK) —— 服務器收到客戶端確認(ACK)，建立連接。
    • 完成一次斷開需要進行4次握手：主動關閉方發送(FIN) —— 接收方發送回覆(ACK) && 接收方發送(FIN) —— 主動關閉放發送回覆(ACK) —— 接收方收到回覆(ACK)，關閉連接。

    • 一個完整的請求流程：

      • 當服務器bind一個套接字的時候，一般服務器是一個多宿（簡單理解爲多個IP地址，一般bind一個端口，一個外網IP一個內網IP，例如xxx.xxx.xxx.xxx:21和192.168.1.100:21）的綁定。會生成一個套接字對，對應4節數據（本機地址：本機端口，對端地址：對端端口），初始綁定時，內容相當於（ * :21；* : * ），*是通配符。
      • 客戶端連接成功之後，客戶端也會生成一個套接字對，例如（192.168.1.110:1500；192.168.1.100:21）這裏的本地端口，客戶端會開啓一個空閒端口。
      • 服務器不管是否會開啓新線程去處理連接，當客戶端連接後，之前的套接字對會綁定客戶端的IP和端口，例如（192.168.1.100:21；192.168.1.110:1500），如果開啓了新線程，線程會綁定上述的套接字對，主進程依然是初始化的狀態繼續監聽。

    • 一個完成的數據包裝流程：

      • 程序調用write方法，會將原本程序緩衝區的數據嘗試寫入到套接字發送緩衝區（SO_SNDBUF），如果出現發送緩衝區不足，這時程序就會阻塞知道將需要寫的數據全部寫完。注意：全部寫完之後write就會返回成功，這時候並不能代表服務器已經收到數據。
      • 接着進入傳輸層，本機傳輸層會將數據按照MSS大小（最小536字節）分塊，拼上TCP頭和尾。
      • 接着傳入網絡層，網絡層可能會進一步給數據分節，並拼上IP頭和尾。
      • 接着傳入鏈路層，插入帶發送隊列中，這時如果隊列已滿，會拋棄該節數據，並向上返回錯誤。上層會進行重試，並不會將錯誤返回給應用層。
      • 接着進行網絡傳輸，中間會不斷的收到服務器的ACK確認，只有當最終傳輸完畢後，收到了服務器的確認，本地纔會拋棄套接字緩衝區的緩存。

  • UDP：不可靠的通信協議。

    • 和TCP的最大區別是數據包裝的時候，因爲本身是不可靠的，因此並沒有套接字緩衝區緩存UDP數據，經過傳輸層、網絡層分片、增加對應頭尾後，直接發送，如果發送隊列已滿，會直接拋棄該數據包，內核會返回給應用程序一個ENOBUFS錯誤，但是有些實現不返回該錯誤，這時，本機也許就直接拋棄了。

• netstat查看進程常見狀態解釋：

  • ESTABLISHED：TCP連接被建立的時候，正常狀態。
  • TIME_WAIT：根據之前關閉的四次握手，當接收方發送了FIN等待最後一個確認到達之前就會轉變爲該狀態。
  • CLOSED：連接被關閉。