linux高级编程(TCP)(传输控制协议)

TCP与UDP:

TCP:

全双工,可设置读阻塞

TCP优点:

可靠,稳定 TCP的可靠体现在TCP在传递数据之前,会有三次握手来建立连接,而且在数据传递时,有确认、窗口、重传、拥塞控制机制,在数据传完后,还会断开连接用来节约系统资源。

TCP缺点:

因为TCP的繁琐机制,造成了TCP会更慢,消耗更多资源,效率会比较低,

UDP:

半双工,可设置读阻塞

UDP优点:

因为没有TCP这么繁琐的机制,即一个无状态的传输协议,所以UDP的传输速度回非常快

UDP缺点:

不可靠,不稳定,网速不好容易丢包

TCP

C/S 模式 --> 服务器/客户端模型(client/server)

server:socket()-->bind()--->listen()-->accept()-->recv()-->close()

创建套接字-->关联接口地址-->等待连接-->提取连接-->收、发-->关闭

client:socket()-->connect()-->send()-->close();

创建套接字-->连接-->收、发-->关闭

三次握手/四次挥手(建立/关闭连接):

三次握手:

两个标志:SYN(同步)标志 ACK(acknowledge)(确认)标志

客户端:connect函数 服务器:accept函数

第一次握手:客户端发SYN,表示希望建立连接,客户端进入SYN_SENT状态

第二次握手:服务端收到后回发SYN-ACK,服务端进入SYN_RECEIVED状态

第三次握手:客户端收到SYN-ACK,回发ACK确认,双方进入ESTABLISHED状态

客户端请求 --> 服务端收到请求,通知客户端 --> 客户端确认,握手结束,双方建立连接

四次挥手:

FIN:结束标志

看谁先发close函数,就是谁发起第一次握手

第一次挥手:客户端发FIN,并进入FIN_WAIT_1状态

第二次挥手:服务器收到后,发送ACK给客户端并进入CLOSE_WAIT

第三次挥手:客户端完成所有数据接收后,准备关闭连接,发送FIN,TIME_WAIT状态

第四次挥手:服务器收到FIN后发送ACK,并关闭所有连接

客户端请求 --> 服务器收到请求,通知客户端

--> 接收完所有数据后,通知服务器关闭连接 --> 服务器收到请求后关闭连接

注:

按照数据本身发送顺序放入缓冲区中

(但是数据本身没有边界,会出现黏包问题)

解决:1.加入结束标志(发送strlen(buf)+1个数据)(字符串)

2.固定大小(发的少,10,或者结构体)

3.自定义协议(开始结束标志,长度)

socket()

int socket(int domain, int type, int protocol);

功能:程序向内核提出创建一个基于内存的套接字描述符

参数:domain 地址族,PF_INET(协议族) == AF_INET(地址族,IPv4) ==>互联网程序

PF_UNIX == AF_UNIX ==>单机程序

type 套接字类型:

SOCK_STREAM 流式套接字 ===》TCP

SOCK_DGRAM 用户数据报套接字===>UDP

SOCK_RAW 原始套接字 ===》IP

protocol 协议 --> 0 表示自动适应应用层协议。

返回值:成功 返回申请的套接字id

失败 -1;

bind()

int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr,

socklen_t addrlen);

功能:如果该函数在服务器端调用,则表示将参数1相关

的文件描述符文件与参数2 指定的接口地址关联,

用于从该接口接受数据。

如果该函数在客户端调用,则表示要将数据从

参数1所在的描述符中取出并从参数2所在的接口

设备上发送出去。

注意:如果是客户端,则该函数可以省略,由默认

接口发送数据。

参数:sockfd 之前通过socket函数创建的文件描述符,套接字id

my_addr 是物理接口的结构体指针。表示该接口的信息。

struct sockaddr 通用地址结构

{

u_short sa_family; 地址族

char sa_data[14]; 地址信息

};

转换成网络地址结构如下:

struct _sockaddr_in ///网络地址结构

{

u_short sin_family; 地址族

u_short sin_port; ///地址端口

struct in_addr sin_addr; ///地址IP

char sin_zero[8]; 占位

};

struct in_addr

{

in_addr_t s_addr;

}

socklen_t addrlen: 参数2 的长度。

返回值:成功 0

失败 -1;

listen()

int listen(int sockfd, int backlog);

功能:在参数1所在的套接字id上监听等待链接。(把套接字变为监听状态)

参数:sockfd 套接字id

backlog 允许链接的个数。(三次握手的排队数)

返回值:成功 0

失败 -1;

accept()

功能:从已经监听到的队列中取出有效的客户端链接并

接入到当前程序。

参数:sockfd 套接字id

addr 如果该值为NULL ,表示不论客户端是谁都接入。

如果要获取客户端信息,则事先定义变量

并传入变量地址,函数执行完毕将会将客户端

信息存储到该变量中。

addrlen: 参数2的长度,如果参数2为NULL,则该值

也为NULL;

如果参数不是NULL,&len;

一定要写成len = sizeof(struct sockaddr);

返回值:成功 返回一个用于通信的新套接字id;

从该代码之后所有通信都基于该id

失败 -1;

在connect函数的最后一个参数是socklen_t类型,

而在accept函数中最后一个参数是socklen_t *类型

一般在第一次调用socket时取名listenfd(只用到listen,到该函数时被替换)

typedef struct inetaddr *(SA);
int listenfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);  //第一个创建的套接字文件描述符
int conn = connect(listenfd,(SA)&cli,len);  //connect创建的新描述符

recv()

ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len,

int flags);

功能:从指定的sockfd套接字中以flags方式获取长度

为len字节的数据到指定的buff内存中。

参数:sockfd

如果服务器则是accept的返回值的新fd

如果客户端则是socket的返回值旧fd

buff 用来存储数据的本地内存,一般是数组或者

动态内存(可以是结构体,连续的一段内存即可)。

len 要获取的数据长度

flags 获取数据的方式,0 表示阻塞接受。

返回值:成功 表示接受的数据长度,一般小于等于len

失败 -1;

send()

int send(int sockfd, const void *msg,

size_t len, int flags);

功能:从msg所在的内存中获取长度为len的数据以flags

方式写入到sockfd对应的套接字中。

参数:sockfd(用自己的套接字描述符即可,send和recv都一样)

msg 要发送的消息

len 要发送的消息长度

flags 消息的发送方式。

返回值:成功 发送的字符长度

失败 -1;

close

close() ===>关闭指定的套接字id;

客户端:

socket,connect,send,close

connect()

int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,

socklen_t addrlen);

功能:该函数固定有客户端使用,表示从当前主机向目标

主机发起链接请求。

参数:sockfd 本地socket创建的套接子id

addr 远程目标主机的地址信息。

addrlen: 参数2的长度。

返回值:成功 0

失败 -1;

在connect函数的最后一个参数是socklen_t类型,

而在accept函数中最后一个参数是socklen_t *类型

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