Linux-C 網路程式設計（1）TCP理解

TCP概述¹

1.TCP協定分成了兩個不同的協定：

		·用來檢測網路傳輸中差錯的傳輸控制協定TCP
		·專門負責對不同網路進行互聯的網際網路協定IP

2.TCP/IP與OSI是兩類非常重要的體系結構
3.兩種體系結構參考模型

面試相關問題

1.爲什麼連線的時候是三次握手，關閉的時候卻是四次握手？

因爲當Server端收到Client端的SYN連線請求報文後，可以直接發送SYN+ACK²報文。其中ACK報文是用來應答的，SYN報文是用來同步的。但是關閉連線時，當Server端收到FIN報文時，很可能並不會立即關閉SOCKET，所以只能先回覆 回復一個ACK報文，告訴Client端，「你發的FIN報文我收到了」。只有等到我Server端所有的報文都發送完了，我才能 纔能發送FIN報文，因此不能一起發送。故需要四步握手。

2.TCP和UDP的區別？

TCP—傳輸控制協定,提供的是面向連接、可靠的位元組流服務。當客戶和伺服器彼此交換數據前，必須先在雙方之間建立一個TCP連線，之後才能 纔能傳輸數據。TCP提供超時重發，丟棄重複數據，檢驗數據，流量控制等功能，保證數據能從一端傳到另一端。
UDP—用戶數據報協定，是一個簡單的面向數據報的運輸層協定。UDP不提供可靠性，它只是把應用程式傳給IP層的數據報發送出去，但是並不能保證它們能到達目的地。由於UDP在傳輸數據報前不用在客戶和伺服器之間建立一個連線，且沒有超時重發等機制 機製，故而傳輸速度很快

3.TCP和UDP的優缺點？

TCP缺點：
三次握手四次揮手，傳輸更多包，浪費一些頻寬。
爲了進行可靠通訊，雙方都要維持線上，伺服器server可能出現非常大的併發連線，浪費了 系統資源，甚至會出現宕機。
確認重傳也會浪費一些頻寬，且在不好的網路中，會不斷的斷開和連線，降低了傳輸效率。
UDP優點：
沒有握手，起步快延時小。
不需要維持雙方線上，server不用維護巨量併發連線，節省了系統資源。
沒有重傳機制 機製，在不影響使用的情況下，能更高效的利用網路頻寬。

4.爲什麼不能用兩次握手進行連線？

這主要是爲了防止已失效的連線請求報文段突然又傳到了B，因而產生錯誤。
現假定一種異常情況，即A發出的第一個連線請求報文段並沒有丟失，而是在某些網路節點長時間滯留了，以致延誤到連線釋放後的某個時間纔到達B。本來這是一個早已失效的報文段。但B受到此失效的連線請求報文段後，就誤以爲是A又發出一次新的連線請求，於是就向A發出確認報文段，同意建立連線。假定不採用第三次報文握手，那麼只要B發出確認，新的連線就建立了。
由於現在A並沒有發出建立連線的請求，因此不會理睬B的確認，也不會向B發送數據，但B卻以爲新的運輸連線已經建立了，並一直等待A發來的數據。B的許多資源就這樣白白浪費了。
採用三次握手連線，可以防止上述現象的發生。例如在剛纔的異常情況下，A不會向B的確認發出確認，B由於收不到確認，就知道A並沒有要求建立連線，於是B就不會再建立連線。

5.如果已經建立了連線，但是用戶端突然出現故障了怎麼辦？

TCP還設有一個保活計時器，顯然，用戶端如果出現故障，伺服器不能一直等下去，白白浪費資源。伺服器每收到一次用戶端的請求後都會重新復位這個計時器，時間通常是設定爲2小時，若兩小時還沒有收到用戶端的任何數據，伺服器就會發送一個探測報文段，以後每隔75分鐘發送一次。若一連發送10個探測報文仍然沒反應，伺服器就認爲用戶端出了故障，接着就關閉連線。

TCP通訊相關API

1.socket函數

2.bind函數

3.connect函數

4.listen函數

5.accept函數

6.shutdown函數

7.inet_pton函數

8.htons函數

9.inet_addr函數

10.send函數

11.recv函數

詳細案例

見下一篇部落格

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1. 本文僅使用者個人整理複習使用，部落格內容來自課堂及網路。 ↩︎

2. （1）序號：seq序號，佔32位元，用來標識從TCP源端向目的端發送的位元組流，發起方發送數據時對 此進行標記。
   （2）確認序號：ack序號，佔32位元，只有ACK標誌位爲1時，確認序號欄位纔有效，ack=seq+1。
   （3）標誌位：共6個，即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等，具體含義如下：

   URG：緊急指針（urgent pointer）有效。
   ACK：確認序號有效。
   PSH：接收方應該儘快將這個報文交給應用層。
   RST：重置連線。
   SYN：發起一個新連線。
   FIN：釋放一個連線。
   需要注意：不要將確認序號ack與標誌位中的ACK搞混了；確認方ack=發起方req+1，兩端配對。 ↩︎