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1、绑定失败问题
2、TCP协议通讯流程 三次握手的过程 数据传输的过程 四次挥手的过程 TCP和UDP对比 1、绑定失败问题 当我们测试网络代码时#xff0c;先将服务端绑定8080端口运行#xff0c;然后运行客户端#xff0c;并让客户端连接当前服务器#xff1a; 当有客户…目录
1、绑定失败问题
2、TCP协议通讯流程 三次握手的过程 数据传输的过程 四次挥手的过程 TCP和UDP对比 1、绑定失败问题 当我们测试网络代码时先将服务端绑定8080端口运行然后运行客户端并让客户端连接当前服务器 当有客户端连接的情况下我直接将服务端关闭此时服务端想要再次绑定8080端口时就会绑定失败 综上如果server在保有连接的时候server自己先因为一些原因而导致退出服务器无法立即重启。具体原因等后续博主讲解TCP协议时再详谈。 2、TCP协议通讯流程 下图是基于TCP协议的客户端 / 服务器程序的一般流程 TCP是面向连接的client 通信前先 connectserver 通信前先 acceptTCP在建立连接的时候采用的是三次握手在断开连接的时候采用的是四次挥手 connect发起三次挥手clientconnect只有客户端做。close客户端和服务端都要做。close() client close() server - close() 执行4次挥手中的2次下面我们结合TCP协议的通信流程来初步认识一下三次握手和四次挥手以及建立连接和断开连接与各个网络接口之间的对应关系。 三次握手的过程 采用三次握手来建立连接。三次握手的过程就是两台主机建立通信连接的过程。软件服务器架构客户端左服务端右 第一次客户端给服务端发送SYN码请求连接。第二次服务端收到客户端发来的请求然后表示可以连接发送SYNACK。第三次客户端收到服务器的确认并再次向服务器发送 ACK码表示确认服务器收到两台主机建立连接完成。示例 偶然的一次机遇你客户端遇到了多年未见的老同学服务端。因为变化太大你只是觉着像但还是像她微笑点了点头第一次。老同学看到了你一眼就认出了你也对你微笑点了点头并挥了挥手第二次。你看到老同学的反应更加坚定你们认识。随后你也向老同学挥了挥手第三次。在这个例子中微笑点头用SYN表示挥挥手用ACK表示。初始化服务器 当服务器完成套接字创建、绑定以及监听的初始化动作之后就可以调用accept函数阻塞等待客户端发起请求连接了。服务器初始化 调用socket创建文件描述符。调用bind将当前的文件描述符和IP/PORT绑定在一起如果这个端口已经被其他进程占用了就会bind失败。调用listen声明当前这个文件描述符作为一个服务器的文件描述符为后面的accept做好准备。调用accept并阻塞等待客户端连接到来。建立连接 而客户端在完成套接字创建后就会在合适的时候通过connect函数向服务器发起连接请求而客户端在connect的时候本质是通过某种方式向服务器三次握手因此connect的作用实际就是触发三次握手。建立连接的过程 调用socket创建文件描述符。调用connect向服务器发起连接请求。connect会发出SYN段并阻塞等待服务器应答第一次。服务器收到客户端的SYN会应答一个SYN-ACK段表示“同意建立连接”第二次。客户端收到SYN-ACK后会从connect返回同时应答一个ACK段第三次。这个建立连接的过程通常称为三次握手。 需要注意的是连接并不是立马建立成功的由于TCP属于传输层协议因此在建立连接时双方的操作系统会自主进行三次协商最后连接才会建立成功。数据传输的过程 连接一旦建立成功并且被accept获取上来后此时客户端和服务器就可以进行数据交互了。需要注意的是连接建立和连接被拿到用户层是两码事accept函数实际不参与三次握手这个过程因为三次握手本身就是底层TCP所做的工作。accept要做的只是将底层已经建立好的连接拿到用户层如果底层没有建立好的连接那么accept函数就会阻塞住直到有建立好的连接。而双方在进行数据交互时使用的实际就是read和write其中write就叫做写数据read就叫做读数据。write的任务就是把用户数据拷贝到操作系统而拷贝过去的数据何时发以及发多少就是由TCP决定的。而read的任务就是把数据从内核读到用户。数据传输的过程 建立连接后TCP协议提供全双工的通信服务所谓全双工的意思是在同一条连接中同一时刻通信双方可以同时写数据相对的概念叫做半双工同一条连接在同一时刻只能由一方来写数据。服务器从accept返回后立刻调用read读socket就像读管道一样如果没有数据到达就阻塞等待。这时客户端调用write发送请求给服务器服务器收到后从read返回对客户端的请求进行处理在此期间客户端调用read阻塞等待服务器端应答。服务器调用write将处理的结果发回给客户端再次调用read阻塞等待下一条请求。客户端收到后从read返回发送下一条请求如此循环下去。四次挥手的过程 四次挥手的过程就是两台主机断开通信连接的过程。软件服务器架构客户端左服务端右 第一次客户端发送FIN给服务端表达要断开连接现在是请求断开的状态第二次服务端收到FIN请求回复ACK表达可以等待结束的状态第三次服务端发送FIN给客户端并且客户端收到ACK请求进入半连接半断开状态第四次客户端收到FIN等待时间回复ACK确认双方进入close状态示例 当你成功追到了女孩并走上婚姻的殿堂。结婚后你整体游手好闲女生受不了你不思进取。便要提出和你离婚第一次你同意了她的离婚请求第二次。但同意归同意离婚协议书上你死皮赖脸就是不签字一直耗着女生。终于有一天你也无法忍受这样耗下去了便向她也提出了离婚申请第三次。女方果断答应第四次。此时双方进入CLOSE状态。端口连接 当双方通信结束之后需要通过四次挥手的方案使双方断开连接当客户端调用close关闭连接后服务器最终也会关闭对应的连接。而其中一次close就对应两次挥手因此一对close最终对应的就是四次挥手。断开连接的过程 如果客户端没有更多的请求了就调用close关闭连接客户端会向服务器发送FIN段第一次。此时服务器收到FIN后会回应一个ACK同时read会返回0第二次。read返回之后服务器就知道客户端关闭了连接也调用close关闭连接这个时候服务器会向客户端发送一个FIN第三次。客户端收到FIN再返回一个ACK给服务器第四次。这个断开连接的过程通常称为四次挥手。 注意通讯流程与socket API之间的对应关系 在学习socket API时要注意应用程序和TCP协议是如何交互的 应用程序调用某个socket函数时TCP协议层完成什么动作比如调用connect会发出SYN段。应用程序如何知道TCP协议层的状态变化比如从某个阻塞的socket函数返回就表明TCP协议收到了某些段再比如read返回0就表明收到了FIN段。为什么要断开连接 建立连接本质上是为了保证通信双方都有专属的连接这样我们就可以加入很多的传输策略从而保证数据传输的可靠性。但如果双方通信结束后不断开对应的连接那么系统的资源就会越来越少。因为服务器是会收到大量连接的操作系统必须要对这些连接进行管理在管理连接时我们需要“先描述再组织”。因此当一个连接建立后在服务端就会为该连接维护对应的数据结构并且会将这些连接的数据结构组织起来此时操作系统对连接的管理就变成了对链表的增删查改。如果一个连接建立后不断开那么操作系统就需要一直为其维护对应的数据结构而维护这个数据结构是需要花费时间和空间的因此当双方通信结束后就应该将这个连接断开避免系统资源的浪费这其实就是TCP比UDP更复杂的原因之一因为TCP需要对连接进行管理。TCP和UDP对比 可靠传输 vs 不可靠传输有连接 vs 无连接字节流 vs 数据报
