20250903的学习笔记

一、TCP编码

（1）核心过程详解

1. 建立连接：三次握手

在 connect() 和 accept() 之间，内核自动完成了 TCP 的三次握手，确保双方都准备好收发数据。

• 编码体现 ：你无需在代码中手动实现握手，但必须理解 connect() 会阻塞直到握手成功或失败。

2. 数据传输：循环读写

这是编码的核心。TCP 是面向字节流的 ，它不保证 send() 和 recv() 的一次调用能处理完所有数据。

• 发送端 (send)

  • 关键 ：send() 的返回值表示实际成功放入内核发送缓冲区的字节数 ，这个值可能小于你要求发送的长度（len）。

  • 编码模式：必须循环发送，确保所有数据都被处理。

  c

  const char *data = "Hello, World!";
  size_t total_sent = 0;
  size_t len = strlen(data) + 1; // 包括字符串结束符
  
  while (total_sent < len) {
      ssize_t bytes_sent = send(conn_fd, data + total_sent, len - total_sent, 0);
      if (bytes_sent == -1) {
          perror("send");
          break;
      }
      total_sent += bytes_sent;
  }

• 接收端 (recv)

  • 关键 ：recv() 的返回值表示实际从内核接收缓冲区读取到的字节数。

    • > 0：成功读取到的字节数。

    • = 0：对方已优雅地关闭连接（FIN）。

    • -1：出错。

  • 编码模式：必须循环读取，直到收完预期长度的数据或连接关闭。

  c

  char buffer[1024];
  size_t total_received = 0;
  size_t expected_len = 100; // 假设我们预期要接收100字节
  
  while (total_received < expected_len) {
      ssize_t bytes_received = recv(conn_fd, buffer + total_received, sizeof(buffer) - total_received - 1, 0);
      if (bytes_received == 0) {
          printf("Peer has closed the connection.\n");
          break;
      } else if (bytes_received == -1) {
          perror("recv");
          break;
      }
      total_received += bytes_received;
  }
  buffer[total_received] = '\0'; // 如果当字符串使用，添加结束符

3. 关闭连接

TCP 连接是双全工的，可以独立关闭每一方的读写。

• shutdown()：更优雅地控制连接关闭方向。

  • SHUT_WR：关闭写端。发送 FIN 给对方，表明"我数据发完了，但还可以收"。这是优雅关闭的常见方式。

  • SHUT_RD：关闭读端（较少用）。

  • SHUT_RDWR：等同于先后调用 SHUT_RD 和 SHUT_WR。

• close()：将套接字引用计数减1。当引用计数为0时，系统会发送 FIN 并完全关闭连接，释放资源。

二、TCP和UDP的对比

特性	TCP	UDP
连接类型	面向连接（三次握手）	无连接
可靠性	可靠传输（确认、重传、排序）	不可靠传输（不保证数据到达）
延迟	高延迟（连接建立和可靠传输的开销）	低延迟（无连接建立和可靠传输的开销）
数据边界	面向字节流（不保留数据边界）	面向数据报（保留数据边界）
流量控制	有（滑动窗口机制）	无
拥塞控制	有（拥塞控制算法）	无
适用场景	文件传输、网页浏览、电子邮件等	视频流、语音通信、实时游戏等