1、基礎(chǔ)

1.1 概述-網(wǎng)絡(luò)編程原型

網(wǎng)絡(luò)編程的基本模式就是Client-Server模型，兩個進(jìn)程進(jìn)行通信，由服務(wù)端提供位置信息，包括綁定的ip地址和監(jiān)聽端口，客戶端通過鏈接操作向服務(wù)端監(jiān)聽的地址發(fā)起連接請求，通過三次握手建立連接，如果連接成功，雙方就可以通過網(wǎng)絡(luò)套接字（sockt）進(jìn)行通信

1.2 TCP報(bào)文格式

TCP/IP協(xié)議的詳細(xì)信息參看《TCP/IP協(xié)議詳解》三卷本。下面是TCP報(bào)文格式圖：

圖1-tcp報(bào)文格式

??? ? 上圖中有幾個字段需要重點(diǎn)介紹下：

????? ? （1）序號：Seq序號，占32位，用來標(biāo)識從TCP源端向目的端發(fā)送的字節(jié)流，發(fā)起方發(fā)送數(shù)據(jù)時對此進(jìn)行標(biāo)記。

? ??? ? （2）確認(rèn)序號：Ack序號，占32位，只有ACK標(biāo)志位為1時，確認(rèn)序號字段才有效，Ack=Seq+1。

????? ? （3）標(biāo)志位：共6個，即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等，具體含義如下：

????? ? ????? ? （A）URG：緊急指針（urgent pointer）有效。

????????????? ? （B）ACK：確認(rèn)序號有效。

????????????? ? （C）PSH：接收方應(yīng)該盡快將這個報(bào)文交給應(yīng)用層。

????????????? ? （D）RST：重置連接。

????????????? ? （E）SYN：發(fā)起一個新連接。

????????????? ? （F）FIN：釋放一個連接。

2-三次連接原理

2.1 原理

2.1 三次握手

第一次握手：主機(jī)A發(fā)送位碼為syn＝1，隨機(jī)產(chǎn)生seq number=1234567的數(shù)據(jù)包到服務(wù)器，主機(jī)B由SYN=1知道，A要求建立聯(lián)機(jī)；

?第二次握手：主機(jī)B收到請求后要確認(rèn)聯(lián)機(jī)信息，向A發(fā)送ack number=(主機(jī)A的seq+1)，syn=1，ack=1，隨機(jī)產(chǎn)生seq=7654321的包；

?第三次握手：主機(jī)A收到后檢查ack number是否正確，即第一次發(fā)送的seq number+1，以及位碼ack是否為1，若正確，主機(jī)A會再發(fā)送ack number=(主機(jī)B的seq+1)，ack=1，主機(jī)B收到后確認(rèn)seq值與ack=1則連接建立成功。

?完成三次握手，主機(jī)A與主機(jī)B開始傳送數(shù)據(jù)。

2.2 為什么是三次？

本質(zhì)：信道不可靠, 但是通信雙發(fā)需要就某個問題達(dá)成一致. 而要解決這個問題, 無論你在消息中包含什么信息, 三次通信是理論上的最小值.

舉例：client發(fā)送的syn消息出現(xiàn)延遲，而已經(jīng)有新的syn到達(dá)

4-四次揮手原理

4.1 原理

4.1 四次揮手示意圖

1、當(dāng)主機(jī)A確認(rèn)發(fā)送完數(shù)據(jù)且知道B已經(jīng)接受完了，想要關(guān)閉發(fā)送數(shù)據(jù)口（當(dāng)然確認(rèn)信號還是可以發(fā)），就會發(fā)FIN給主機(jī)B。

2、主機(jī)B收到A發(fā)送的FIN，表示收到了，就會發(fā)送ACK回復(fù)。

3、但這是B可能還在發(fā)送數(shù)據(jù)，沒有想要關(guān)閉數(shù)據(jù)口的意思，所以FIN與ACK不是同時發(fā)送的，而是等到B數(shù)據(jù)發(fā)送完了，才會發(fā)送FIN給主機(jī)A。

4、A收到B發(fā)來的FIN，知道B的數(shù)據(jù)也發(fā)送完了，回復(fù)ACK， A等待2MSL以后，沒有收到B傳來的任何消息，知道B已經(jīng)收到自己的ACK了，A就關(guān)閉鏈接，B也關(guān)閉鏈接了。

A為什么等待2MSL，從TIME_WAIT到CLOSE？

?在Client發(fā)送出最后的ACK回復(fù)，但該ACK可能丟失。Server如果沒有收到ACK，將不斷重復(fù)發(fā)送FIN片段。所以Client不能立即關(guān)閉，它必須確認(rèn)Server接收到了該ACK。Client會在發(fā)送出ACK之后進(jìn)入到TIME_WAIT狀態(tài)。Client會設(shè)置一個計(jì)時器，等待2MSL的時間。如果在該時間內(nèi)再次收到FIN，那么Client會重發(fā)ACK并再次等待2MSL。所謂的2MSL是兩倍的MSL(Maximum

Segment

Lifetime)。MSL指一個片段在網(wǎng)絡(luò)中最大的存活時間，2MSL就是一個發(fā)送和一個回復(fù)所需的最大時間。如果直到2MSL，Client都沒有再次收到FIN，那么Client推斷ACK已經(jīng)被成功接收，則結(jié)束TCP連接。

4.2為什么是四次？

這是因?yàn)榉?wù)端在LISTEN狀態(tài)下，收到建立連接請求的SYN報(bào)文后，把ACK和SYN放在一個報(bào)文里發(fā)送給客戶端。而關(guān)閉連接時，當(dāng)收到對方的FIN報(bào)文時，僅僅表示對方不再發(fā)送數(shù)據(jù)了但是還能接收數(shù)據(jù)，己方也未必全部數(shù)據(jù)都發(fā)送給對方了，所以己方可以立即close，也可以發(fā)送一些數(shù)據(jù)給對方后，再發(fā)送FIN報(bào)文給對方來表示同意現(xiàn)在關(guān)閉連接，因此，己方ACK和FIN一般都會分開發(fā)送。

5、一個段子收尾

三次握手：

A:“喂，你聽得到嗎？”A->SYN_SEND

B:“我聽得到呀，你聽得到我嗎？”應(yīng)答與請求同時發(fā)出 B->SYN_RCVD | A->ESTABLISHED

A:“我能聽到你，今天balabala……”B->ESTABLISHED

四次揮手：

A:“喂，我不說了?！盇->FIN_WAIT1

B:“我知道了。等下，上一句還沒說完。Balabala…..”B->CLOSE_WAIT | A->FIN_WAIT2

B:”好了，說完了，我也不說了?！盉->LAST_ACK

A:”我知道了?！盇->TIME_WAIT | B->CLOSED

A等待2MSL,保證B收到了消息,否則重說一次”我知道了”,A->CLOSED