UNIX网络编程总结二

绝大多数客户-服务程序使用TCP和UDP，这两个协议转而使用IP。UDP是一种简单的，不可靠的数据报协议，TCP是一种精致的可靠的字节流协议。

在TCP/IP协议族中：

mrouted：IGMP→IPv4

ping：ICMP→IPv4/IPv6

Traceout：ICMP→IPv4/IPv6，IPv4/IPv6

Application：TCP/UDP→IPv4/IPv6

UDP：

  UDP是一个简单的传输层协议，应用进程写数据报到UDP套接口，由它封装成IP数据报，然后发送到目的地，但是UDP不保证数据报最终可达目的地。我们也称UDP提供无连接的服务，因为UDP客户与服务不必存在长期的关系。

TCP：

1、TCP提供客户与服务器的链接。

2、TCP提供可靠性。

3、TCP通过给每一个所发送的字节关联一个序号进行排序。

4、TCP提供流量控制。

5、TCP是全双工的。

TCP连接三路握手：

1、服务端通过socket、bind、listen完成被动打开。

2、客户端通过connect执行主动打开，并发送一个SYN分节，他告诉服务器他将在链接中发送的数据的初始序列号，一般SYN分节不携带数据，它只含有一个IP头部，一个TCP头部和可能存在的TCP选项（一次握手）。

3、服务器确认客户的SYN分节，同时发送一个SYN分节，他含有服务器将在链接中发送的数据的初始序列号（二次握手）。

4、客户端需确认服务端的SYN（三次握手）。

TCP的SYN选项：

MSS选项：通知对方它的最大分节大小。

窗口规模选项：TCP通知双方的最大窗口大小。

时间戳选项：防止失而复得的分组造成的数据损坏，高速连接是使用。

TCP终止：

1、调用close执行主动关闭（发送FIN分节）。

2、接收FIN的一端执行被动关闭，也作为文件结束符传给应用进程。

3、接收文件接收符的应用进程执行close，它的TCP发送一个FIN。

4、原发送方收到后执行确认ACK。

TCP状态转换：

Client发送SYN分节调用主动打开，状态转为SYN_SENT；

Server接收到SYN分节，向client发送SYN分节和ACK信息，变为SYN_RCVD；

Client接收到SYN分节和ACK信息，向server发送ACK，client变为ESTABLISHED；

server接收到ACK状态转为ESTABLISHED；

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Client发送FIN发起关闭，状态转换为FIN_WAIT_1；

Client接收到ACK，状态转换为FIN_WAIT_2；

Client接收到，发出ACK，状态转换为TIME_WAIT；

TIME_WAIT持续2MSL（最长分节生命期），状态转为关闭。

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Client发送FIN发起关闭，状态转换为FIN_WAIT_1；

Client接收到server的FIN并回ACK，状态转换为CLOSING；

Client接收到server的ACK，状态转换为TIME_WAIT；

TIME_WAIT持续2MSL，状态转为关闭。

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Client发送FIN发起关闭，状态转换为FIN_WAIT_1；

Client接收到server的FIN；ACK并回ACK，状态转换为TIME_WAIT；

TIME_WAIT持续2MSL，状态转为关闭。

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ESTABLISHED的server接收到FIN，并返回ACK，状态转换为CLOSE_WAIT；

Server发送FIN，状态转换为LAST_ACK；

Server接收到ACK，状态转为关闭。

TIME_WAIT存在的理由：

1、实现TCP全双工的可靠性。

若最终的ACK丢失，服务端可能重发最后的FIN，客户端可能不得不重发最终的ACK。

2、允许老的重复分节在网络中消逝。

在关闭连接后，之后又重新用相同的IP地址和端口创建连接，2MSL可以保证两个方向发送的分组被完全丢弃，保证老的分组已经在网络中消逝。

缓存区：

IPv4数据报最大为65535字节，包括IPv4头部（20字节）。

IPv6数据报最大为65575，IPv6头部占40字节，有效负载长度16位。

最大传输单元（MTU），以太网的MTU为1500，IPv4的最小MTU为68，IPv6为576字节，路径MTU在不同方向可以不同。若一个ip数据报超过最大MTU，IPv4和IPv6都会执行分片，IPv4在主机和路由器转发的数据报都会执行分片，IPv6只在主机对数据报进行分片。但若IPv4的DF位被设置，则不允许分片，但会抛错。IPv4支持的最小数据报为576字节，IPv6为1500字节。

调用write时，内核从应用进程的缓存器拷贝数据到套接口的缓存区，拷贝完成write返回，所以write完成只代表拷贝完成，不代表数据传输成功。

UDP套接口的发送缓存区仅仅是发送到该套接口的UDP数据报的大小上限。