Socket基础

TCP与Socket

       TCP:是一种面向连接的，可靠的，基于字节流的的传输层通信协议。

       Socket：也称为“套接字”，它是应用程序通过网络发送请求和接受应答的接口。

 

OSI七层模型和TCP/IP四层模型

OSI七层模型	TCP/IP四层模型	对应的网络协议或应用
应用层	应用层	HTTP,TFTP,FTP,NFS,WAIS
表示层		Telnet,SNMP,Gopher
会话层		SMTP,DNS
传输层	传输层	TCP,UDP
网络层	网际层	IP,ICMP,ARP,RARP,AKP,UUCP
数据链路层	网络接口层	FDDI,Ethernet,ARPANET,PDN,SLIP,PPP
物理层		IEEE 802.1~ IEEE 802.11

 

TCP通信过程

       1.TCP建立连接过程，俗称三次握手：

（1）     客户端先向服务端发送SYN包（Socket状态从CLOESD变为SYN-SEND）。

（2）     服务端收到此SYN包后 （Socket状态从LISTEN变为SYN-RECV）,并且向客户端发送针对次SYN包的SYN/ACK包，以确认收到这个SYN包

（3）     客户端收到此SYN/ACK包后（Socket状态从SYN-SEND变为ESTABLISED），再向服务端发送针对此SYN/ACK包的ACK包

（4）     服务端收到ACK包后（Socket状态从SYN-RECV变为ESTABLISED），连接建立成功，双方可以开始手法数据。

 

2.TCP半连接：指TCP建立连接过程中，没有完全建立的连接被称为“半连接”；

 

3.全双工异步通信：

       （1） TCP和UDP都是全双工协议。全双工指建立连接后，数据的发送和接受能同时进行。

       （2） 全双工的不足：如果数据的发送和接受都由一个线程来完成，那么发送数据时则无法接收数据，接收数据时，无法发送数据

       (3) 优化全双工不足的方案：数据的的发送单独一个线程处理，数据的接收单独一个线程处理，这样数据的发送和接收就能互不影响。该模型也成为全双工异步通信模型。

       （4）全双工异步通信模型的关键：需要将请求和响应一一对应上，通常的做法是将请求和响应编号。比如请求线程编号为1.0.0，该请求的响应编号为1.0.1，那么接收线程在接受到1.0.1编号的响应，就能找到是求线程编号为1.0.0的响应。

 

4．断开连接

      

       TCP断开连接的过程，俗称四次挥手：

（1）     客户端向服务端发送FIN包，表示想断开连接。Socket状态从ESTABLISED状态变为FIN_WAIT_1。

（2）     服务端收到此FIN包后，向客户端发送ACK包，表示准备断开中（需要检查是否可以断开）。Socket状态从ESTABLISED状态变为CLOSED_WAIT。

（3）     客户端收到ACK包后，Socket状态从FIN_WAIT_1状态变为FIN_WAIT_2，等待服务端发送断开连接的数据包。

（4）     服务端在准备完毕后向客户端发送FIN包，确认可以断开连接，Socket状态从CLOSED_WAIT状态变为LAST_ACK，等待客户端确认。

（5）     客户端收到服务端的FIN包后，向服务端发送ACK包，确认可以断开连接。Socket状态从FIN_WAIT_2状态变为TIME_WAIT。

（6）     服务端收到客户端的ACK包后，断开连接，关闭套接字，Socket状态变为CLOSED。

（7）     客户端等到一段时间后，才真正关闭连接，Socket状态从TIME_WAIT状态变为CLOSED。

步骤（5）有可能因为网络问题，导致客户端发送的ACK包丢失，从而导致服务端将重发FIN包，如果客户端在发送ACK包后，马上关闭连接，导致将收不到服务端重发的包，所以客户端需要等待状态。

 

5.半开连接

TCP连接的一端异常奔溃，例如断电等，导致没有通知对方就关闭连接，该情况数据不能正常收发，但是另一端会一直处于ESTABLISED状态，Socket不能及时释放，浪费对端可用的文件描述符资源。

      

6.半连接

处于三次握手过程中，没有完全建立好的连接被称为半连接。