tcp/ip高效编程总结
1.客户端-服务器结构
客户端-服务器结构的物理部署分为三类：
(1)在同一台机器上：理想环境，只要压力不大，分组不会丢失、延迟和乱序，是理想的测试环境，可以用作评估客户端和服务器端程序的原始性能；
(2)在同一局域网内：接近理想环境，分组很少丢失、乱序，但是有延迟；
(3)在广域网内：分组丢失、重传、重复、乱序比较常见。
2.基本套接字API
(1) sys/socket.h、winsock2.h：SOCKET socket(int domain， int type, int protocol)
成功时返回套接字，失败时返回-1(linux)，INVALID_SOCKET(windows)
domain：通信域，AF_INET为互联网，AF_LOCAL或AF_UNIX为统一台机器上进程间通信；
type：套接字类型，
SOCK_STREAM为可靠、全双工、面向连接的字节流，对应于tcp；
SOCK_DGRAM为不可靠、尽力而为的数据报服务，对应于udp；
SOCK_RAW对ip层某些数据访问；
protocol：对tcpip来说，这个字段通常由套接字类型隐含说明，参数默认被设置为0。
(2) sys/socket.h、winsock2.h：int bind(SOCKET s， const struct sockaddr* local, int local_len)
成功时返回套接字，成功时返回0，失败时返回-1(linux)，SOCKET_ERROR(windows)
s：套接字描述符，由socket函数返回；
local：绑定的地址和端口，对AF_INET来说，对应的是struct sockadd_in；
local_len：peer结构体大小；
(3) sys/socket.h、winsock2.h：int listen(SOCKET s， int backlog)
成功时返回套接字，成功时返回0，失败时返回-1(linux)，SOCKET_ERROR(windows)
s：套接字描述符，由socket函数返回；
backlog：排队等待应用程序接受的连接最大数量；
(4) sys/socket.h、winsock2.h：int accept(SOCKET s， struct sockaddr* peer, int* peer_len)
成功时返回套接字，成功时返回0，失败时返回-1(linux)，INVALID_SOCKET(windows)
s：套接字描述符，由socket函数返回；
peer：对等实体地址和其他一些信息，对AF_INET来说，对应的是struct sockadd_in；
peer_len：peer结构体大小；
(5) sys/socket.h、winsock2.h：int connect(SOCKET s， const struct sockaddr* peer, int peer_len)
成功时返回套接字，成功时返回0，失败时返回-1(linux)，非0(windows)
s：套接字描述符，由socket函数返回；
peer：对等实体地址和其他一些信息，对AF_INET来说，对应的是struct sockadd_in；
peer_len：peer结构体大小；
(6) sys/socket.h：int read(SOCKET s， void* buf, size_t len， int flags)
int write(SOCKET s， const void* buf, size_t len， int flags)
winsock2.h： int recv(SOCKET s， void* buf, size_t len， int flags)
int send(SOCKET s， const void* buf, size_t len， int flags)
成功时返回字节数，失败时返回-1(linux)，-1(windows)
s：套接字描述符，由socket函数返回；
buf：发送数据存储；
len：发送字节数；
flags：与系统有关，linux和windows都支持MSG_OOB、MSG_PEEK、MSG_DONTROUTE
(7) sys/socket.h、winsock2.h：int recvfrom(SOCKET s， void* buf, size_t len， int flags，struct sockaddr* from, int from_len)
int sendto (SOCKET s， const void* buf, size_t len， int flags，struct sockaddr* to, int to_len)
成功时返回字节数，失败时返回-1(linux)，-1(windows)
s：套接字描述符，由socket函数返回；
buf：发送数据存储；
len：发送字节数；
3.面向连接和无连接协议
面向连接和无连接指的是协议，不是物理介质。指的是协议的分组寻址是否独立寻址，协议是否需要维护分组之间的状态。这里的分组是协议分组，不是指应用程序要传输的数据大小。
UDP通过只向IP层增加两项功能：增加可选的校验和来检测数据的损坏情况；添加端口区分上层应用；
TCP通过向IP层增加三项功能实现了可靠性：增加可选的校验和来抵抗数据损坏；为每字节增加序列号抵抗乱序；增加确认——重传机制抵抗丢失。
4.子网与CIDR
传统上将ip地址分为5类，称为分类编址：
A类：7bit网络24bit主机 0.0.0.1——127.255.255.255
B类：14bit网络16bit主机 128.0.0.1——191.255.255.255
C类：21bit网络8bit主机 192.0.0.1——223.255.255.255
D类：多播1110开头
E类：保留4bit1开头
为了使用较小路由表，使单个网络ID的Ip地址空间得到有效利用，而且享有每个网段具有独立网络ID时路由的便捷性，我们需要从外部主机看是单个网络，从内部主机看是多个网络。实现这种功能的机制就是子网划分。
5. tcp是一种流协议
对tcp应用程序来说，没有分组的概念，应用程序需要自己确定包的大小和边界。有三种方式确定包大小：
固定包大小，所有分组的包大小相同；
使用记录结束标志，这需要在发送端对报文主题中的结束标志进行转义，接收端扫描整个报文；
使用报文头来指定报文大小，这种方式必须小心编译器本身对数据封装的填充、42. 1。
6. UDP的使用注意实现
对于简单的请求、应答程序来说，UDP的性能会显著优于TCP。因此可以考虑使用UDP协议作为基于事务的应用程序的支撑协议。
健壮的UDP程序必须提供：合理时间内没有收到应答则重传；应答和请求的正确匹配；流量控制；拥塞控制。这里合理的时间要靠RTO定时器来计时，但是大小就是需要根据网络条件来调整了。应答和请求的正确匹配可以使用序列号的方式来保证。TCP的滑动窗口是实现流量控制的常见方式。·
应该避免为了使用UDP而在用户层实现TCP的可靠性，这可能不会导致性能比TCP好，而且也可能会出错。如果既想拥有TCP的可靠性，又想使用UDP差不多的事务性能，可以使用T/TCP。
7.TCP的可靠性
TCP是一个端到端协议，保证的是对等实体间的可靠性，也就是tcp层到tcp层间的可靠性。只要两个对等的tcp之间是连接的，tcp就能保证将数据可靠（按序、无损）的传送。这里的受损是指在因特网校验和的条件下未受损。对等应用程序间的可靠性需要应用程序自己来保证。即，从应用程序A通过tcp发送到应用程序B，凡是A的tcp层收到ACK的都表示已经可靠的传输到B的tcp层；凡是B的应用程序收到的数据都是按序且未受损的。
连接中断的三种情况：
(1) 永久或临时的网络中断：；
(2) 对等的应用程序崩溃：；
(3) 对等的应用程序所在主机崩溃：；
8.
