嵌入式第三十六天(网络编程(TCP))

一.TCP

TCP（传输控制协议）通过"三次握手"建立连接，通过"四次挥手"终止连接，以此保证数据传输的可靠性。

一、三次握手（建立连接）

目的是确认双方的发送和接收能力正常，并协商初始序列号。

过程如下：

客户端→服务器（SYN=1，seq=x）：客户端发送连接请求报文，标记SYN为1（请求同步），随机生成初始序列号x。此时客户端进入"SYN-SENT"状态。
服务器→客户端（SYN=1，ACK=1，seq=y，ack=x+1）：服务器收到请求后，同意连接，回复报文：

SYN=1（表示服务器也发起同步），生成自己的初始序列号y；
ACK=1（确认收到客户端请求），ack=x+1（表示期望接收客户端下一个序列号为x+1的数据）。

此时服务器进入"SYN-RCVD"状态。

客户端→服务器（ACK=1，seq=x+1，ack=y+1）：客户端收到服务器回复后，再次发送确认报文：

ACK=1（确认收到服务器的同步请求）；
seq=x+1（基于自己的初始序列号递增）；
ack=y+1（表示期望接收服务器下一个序列号为y+1的数据）。

双方收到后均进入"ESTABLISHED"状态，连接建立完成。

二、四次挥手（终止连接）

目的是确保双方都已完成数据传输，安全关闭连接（因TCP是全双工通信，需双向关闭）。

过程如下：

客户端→服务器（FIN=1，seq=u）：客户端数据发送完毕，发送终止连接请求（FIN=1），序列号为u。客户端进入"FIN-WAIT-1"状态。
服务器→客户端（ACK=1，seq=v，ack=u+1）：服务器收到FIN后，先回复确认报文（ACK=1），ack=u+1（确认收到客户端的终止请求），序列号为v。此时服务器进入"CLOSE-WAIT"状态，客户端收到后进入"FIN-WAIT-2"状态（等待服务器的FIN）。

（注：此时服务器可能仍有数据未发送完，会继续向客户端传输数据）

服务器→客户端（FIN=1，ACK=1，seq=w，ack=u+1）：服务器数据发送完毕后，发送自己的终止请求（FIN=1），同时再次确认ack=u+1，序列号为w。服务器进入"LAST-ACK"状态。
客户端→服务器（ACK=1，seq=u+1，ack=w+1）：客户端收到服务器的FIN后，回复确认报文（ACK=1），ack=w+1（确认收到服务器的终止请求），序列号为u+1。客户端进入"TIME-WAIT"状态（等待2MSL时间，确保服务器收到确认后再关闭），服务器收到后进入"CLOSED"状态。

客户端等待2MSL后，也进入"CLOSED"状态，连接彻底关闭。

关键区别:

三次握手：第三次握手是客户端对服务器"SYN+ACK"的确认，避免"已失效的连接请求报文"被服务器误接收后建立无效连接。
四次挥手：因服务器收到客户端FIN后，可能仍有数据需传输，无法同时发送FIN和ACK（需先确认接收，再发终止请求），因此比握手多一次交互。

三.TCP编程流程

四.相关函数接口

示例:

cs 复制代码

#include "head.h"

int main(int argc,const char argv[])
{
    int client_socket;
    struct sockaddr_in seraddr;
    char buff[1024] = {0};

    client_socket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(client_socket < 0)
    {
        perror("socket error");
        return -1;
    }

    seraddr.sin_family = AF_INET;
    seraddr.sin_port = htons(50000);
    seraddr.sin_addr.s_addr  = inet_addr("192.168.19.129");

    int ret = connect(client_socket,(struct sockaddr*)&seraddr,sizeof(seraddr));
    if(ret < 0)
    {
        perror("connect error");
        return -1;
    }

    while(1)
    {
        printf("B> ");
        fgets(buff,sizeof(buff),stdin);
        send(client_socket,buff,strlen(buff),0);
        memset(buff,0,sizeof(buff));
        ssize_t cnt = recv(client_socket,buff,sizeof(buff),0);
        if(cnt <= 0)
        {
            perror("recv perror");
            return -1;
        }
        printf("A> %s\n",buff);
    }

    close(client_socket);

    return 0;
}

cs 复制代码

#include "head.h"

int main(int argc,const char *argv[])
{
    int server_socket;
    int client_socket;
    struct sockaddr_in server_addr;
    struct sockaddr_in client_addr;
    socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr);
    char buff[1024];

    server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (server_socket < 0)
    {
        perror("socket error");
        return -1;
    }

    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(50000);
    server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.19.129");

    int ret = bind(server_socket, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));
    if(ret < 0)
    {
        perror("bind error");
        return -1;
    }

    if (listen(server_socket, 5) < 0)
    {
        perror("listen error");
        return -1;
    }

    client_socket = accept(server_socket, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_addr_len);
    if (client_socket < 0)
    {
        perror("accept error");
        return -1;
    }

    while (1)
    {
        memset(buff,0,sizeof(buff));
        ssize_t cnt = recv(client_socket,buff,sizeof(buff),0);

        if (cnt <= 0)
        {
            perror("recv error");
            break;
        }

        printf("B> %s\n", buff);

        printf("A> ");
        fgets(buff,sizeof(buff),stdin);
        send(client_socket,buff,strlen(buff),0);
    }

    close(client_socket);
    close(server_socket);

    return 0;
}

五.相关问题