Linux网络编程基础

TCP/IP

简述一下TCP建立连接和断开连接的过程。

三次握手：

• 内核体现

• 用户空间就是函数的执行

三次握手

1. Client(客户端)将标志位SYN置为1，随机产生一个数据包seq=J，并将该数据包发送给Server，Client进入SYN_SENT状态，等待Server确认。
2. Server收到数据包后由标志位ACK=1知道Client请求建立连接，Server将标志位SYN和ACK都置为1，ack=J+1，随机产生一个数据包seq=K，并将该数据包发送给Client以确认连接请求，Server进入SYN_RCVD状态。
3. Client收到确认后，检查ack是否为J1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=K+1，并将该数据包发送给Server,Server检查ack是否为K+1，ACK是否为1，如果正确则连接建立成功，Client和Server进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后Client与Server之间可以开始传输数据了。

数据传输：

• 建立连接以后就是互相传输数据，ACK=上个数据包+1，再随机产生数据包互相传输

四次挥手：

内核空间：

TCP保证可靠性？

1. 序列号、确认应答、超时重传
   数据到达接收方，接收方需要发出一个确认应答，表示已经收到该数据段，并且确认序号会说明了它下一次需要接收的数据序列号。如果发送发迟迟未收到确认应答，那么可能是发送的数据丢失，也可能是确认应答丢失，这时发送方在等待一定时间后会进行重传。这个时间一般是2*RTT(报文段往返时间)+一个偏差值。
2. 窗口控制与高速重发控制/快速重传（重复确认应答)
   使用窗口控制，如果数据段1001-2000丢失，后面数据每次传输，确认应答都会不停地发送序号为1001的应答，表示我要接收1001开始的数据，发送端如果收到3次相同应答，就会立刻进行重发;但还有种情况有可能是数据都收到了，但是有的应答丢失了，这种情况不会进行重发，因为发送端知道，如果是数据段丢失，接收端不会放过它的，会疯狂向它提醒…

TCP的三次握手和四次挥手的原因是什么?

为什么是三次握手?

1. 为了防止已失效的连接请求报文段突然有送到了B，因而产生错误
2. 假设两次握手时，A发出的第一个请求连接报文段在某一网络节点长时间滞留，以致延误到连接释放后才到达B。B收到失效的连接请求报文段后，认为是A又发出一次新的连接请求。于是向A发送确认报文段，同意建立连接，此时在假定两次握手的前提下，连接建立成功。这样会导致B的资源白白浪费
3. 假设两次握手时，A发出一个请求报文段，但发送过后A就因为问题而导致下线。之后B收到了A发来的请求连接报文段，给A发送确认报文段，同意建立连接，此时在假定两次握手的前提下，连接建立成功。这样会导致B的资源白白浪费

为什么是四次挥手?

1. TCP协议是全双工通信，这意味着客户端和服务器端都可以向彼此发送数据，所以关闭连接是双方都需要确认的共同行为
2. 假设是三次挥手时，首先释放了A到B方向的连接，此时TCP连接处于半关闭(Half-Close)状态，这时A不能向B发送数据，而B还是可以向A发送数据。如果此时A收到了B的确认报文段后，就立即发送一个确认报文段，这会导致B向A还在发送数据时连接就被关闭。这样会导致A没有完整收到B所发的报文段