UNIX網絡編程總結二

絕大多數客戶-服務程序使用TCP和UDP，這兩個協議轉而使用IP。UDP是一種簡單的，不可靠的數據報協議，TCP是一種精緻的可靠的字節流協議。

在TCP/IP協議族中：

mrouted：IGMP→IPv4

ping：ICMP→IPv4/IPv6

Traceout：ICMP→IPv4/IPv6，IPv4/IPv6

Application：TCP/UDP→IPv4/IPv6

UDP：

  UDP是一個簡單的傳輸層協議，應用進程寫數據報到UDP套接口，由它封裝成IP數據報，而後發送到目的地，可是UDP不保證數據報最終可達目的地。咱們也稱UDP提供無鏈接的服務，由於UDP客戶與服務沒必要存在長期的關係。

TCP：

一、TCP提供客戶與服務器的連接。

二、TCP提供可靠性。

三、TCP經過給每個所發送的字節關聯一個序號進行排序。

四、TCP提供流量控制。

五、TCP是全雙工的。

TCP鏈接三路握手：

一、服務端經過socket、bind、listen完成被動打開。

二、客戶端經過connect執行主動打開，併發送一個SYN分節，他告訴服務器他將在連接中發送的數據的初始序列號，通常SYN分節不攜帶數據，它只含有一個IP頭部，一個TCP頭部和可能存在的TCP選項（一次握手）。

三、服務器確認客戶的SYN分節，同時發送一個SYN分節，他含有服務器將在連接中發送的數據的初始序列號（二次握手）。

四、客戶端需確認服務端的SYN（三次握手）。

TCP的SYN選項：

MSS選項：通知對方它的最大分節大小。

窗口規模選項：TCP通知雙方的最大窗口大小。

時間戳選項：防止失而復得的分組形成的數據損壞，高速鏈接是使用。

TCP終止：

一、調用close執行主動關閉（發送FIN分節）。

二、接收FIN的一端執行被動關閉，也做爲文件結束符傳給應用進程。

三、接收文件接收符的應用進程執行close，它的TCP發送一個FIN。

四、原發送方收到後執行確認ACK。

TCP狀態轉換：

Client發送SYN分節調用主動打開，狀態轉爲SYN_SENT；

Server接收到SYN分節，向client發送SYN分節和ACK信息，變爲SYN_RCVD；

Client接收到SYN分節和ACK信息，向server發送ACK，client變爲ESTABLISHED；

server接收到ACK狀態轉爲ESTABLISHED；

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Client發送FIN發起關閉，狀態轉換爲FIN_WAIT_1；

Client接收到ACK，狀態轉換爲FIN_WAIT_2；

Client接收到，發出ACK，狀態轉換爲TIME_WAIT；

TIME_WAIT持續2MSL（最長分節生命期），狀態轉爲關閉。

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Client發送FIN發起關閉，狀態轉換爲FIN_WAIT_1；

Client接收到server的FIN並回ACK，狀態轉換爲CLOSING；

Client接收到server的ACK，狀態轉換爲TIME_WAIT；

TIME_WAIT持續2MSL，狀態轉爲關閉。

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Client發送FIN發起關閉，狀態轉換爲FIN_WAIT_1；

Client接收到server的FIN；ACK並回ACK，狀態轉換爲TIME_WAIT；

TIME_WAIT持續2MSL，狀態轉爲關閉。

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

ESTABLISHED的server接收到FIN，並返回ACK，狀態轉換爲CLOSE_WAIT；

Server發送FIN，狀態轉換爲LAST_ACK；

Server接收到ACK，狀態轉爲關閉。

TIME_WAIT存在的理由：

一、實現TCP全雙工的可靠性。

若最終的ACK丟失，服務端可能重發最後的FIN，客戶端可能不得不重發最終的ACK。

二、容許老的重複分節在網絡中消逝。

在關閉鏈接後，以後又從新用相同的IP地址和端口建立鏈接，2MSL能夠保證兩個方向發送的分組被徹底丟棄，保證老的分組已經在網絡中消逝。

緩存區：

IPv4數據報最大爲65535字節，包括IPv4頭部（20字節）。

IPv6數據報最大爲65575，IPv6頭部佔40字節，有效負載長度16位。

最大傳輸單元（MTU），以太網的MTU爲1500，IPv4的最小MTU爲68，IPv6爲576字節，路徑MTU在不一樣方向能夠不一樣。若一個ip數據報超過最大MTU，IPv4和IPv6都會執行分片，IPv4在主機和路由器轉發的數據報都會執行分片，IPv6只在主機對數據報進行分片。但若IPv4的DF位被設置，則不容許分片，但會拋錯。IPv4支持的最小數據報爲576字節，IPv6爲1500字節。

調用write時，內核從應用進程的緩存器拷貝數據到套接口的緩存區，拷貝完成write返回，因此write完成只表明拷貝完成，不表明數據傳輸成功。

UDP套接口的發送緩存區僅僅是發送到該套接口的UDP數據報的大小上限。