C++学习之三次握手四次挥手
目录
1.知识点概述
2.tcp协议
3.三次握手的过程
4.四次挥手的过程
5.滑动窗口的作用
6.滑动窗口的值是如何发送给对方的
7.滑动窗口如何控制发送端阻塞
8.tcp通信关键字解释
9.tcp通信的全部过程分析
1.知识点概述
2.tcp协议
```shell
# 三次握手在程序中是什么时候进行的? -> 客户端连接服务器成功, 三次握手就完成了
1. 服务器端: 启动监听 -> listen();
2. 客户端: 发起连接 -> conect();
# Tcp协议:
1. 源端口: 当前进程的端口, 2字节
2. 目的端口: 对方的端口, 2字节
3. 序号: 客户端或者服务器端生成的随机数
- 在三次握手的时候生成的, 生成之后不会再变了
4. 确认序号: 确定上一次发送给对方的数据对方有没有接收到
对方接收的字节数(发送给对方的字节数) = 确认序号 - 生成的随机序号
5. 标志位:
SYN: 请求和对方建立连接
ACK: 确认没问题, OK
FIN: 请求断开连接
6. 窗口大小: 表示接收数据的一端剩余的缓存容量, 如果为0, 发送端会阻塞
```
3.三次握手的过程
```c
// 三次握手的过程:
// 三次握手的发起端: 肯定是客户端, 不肯定是服务器, 服务器只是监听
第一次握手:
客户端:
1. 将tcp协议中的SYN标志位设置为1
2. 生成一个随机序号(整形数)
服务器端:
1. 收到了客户端的tcp协议, 解析
1). SYN=1
2). 得到了随机序号 J
第二次握手: ===> 客户端和服务器的连接建立了
服务器:
1. 回复ACK, 表示同意建立连接
2. ack=J+1, 告诉客户端, 你发送给我的一个字节的数据已经接收到了
1). 1字节代表连接请求
3. 服务器将tcp协议中的SYN设置为1, 向客户端发起连接请求
4. 服务器生成了一个随机序号: K
4.四次挥手的过程
```c
// 断开连接的过程, 四次挥手完成之后, 双向连接被双向断开
// 断开连接的请求可以有客户端发起, 也可以由服务器发起
// 需要使用的标志位: FIN, ACK
```
5.滑动窗口的作用
```c
// 图中是客户端先断开连接, 其实服务器先断开连接也是可以的
// 在程序中怎么就断开连接了?
- 调用 close(通信的文件描述符) 函数, 连接对断开了
// 在程序中服务器都和客户端程序中都调用了close()函数, 四次挥手就完成了
======================== 在图中相当于在客户端调用close() ========================
第一次挥手:
主动断开连接的一方:
1. 将tcp协议中的FIN标志位设置为1
被动断开连接的一方:
1. 接收对方的请求, 解析tcp协议
1). FIN = 1
第二次挥手: ===> 单向断开(在图中客户端和服务器断开了连接, 服务器和客户的连接还保持着)
被动断开连接的一方:
1. 同意了对方断开连接的请求, tcp协议中的ACK设置为1
2. 确认序号: 在对方发送的序号基础上 +1
主动断开连接的一方:
1. 接收tcp协议, 解析
1). 检测ACK是否为1
2). 检测发送给对方的1字节数是否收到了
6.滑动窗口的值是如何发送给对方的
> 滑动窗口是 TCP 中用于实现诸如 ACK 确认、流量控制、拥塞控制的承载结构。
>
> - 滑动窗口表示的接收数据的内存剩余的容量
> - 发送端给接收端发送数据
> - 接收端需要将接收数据的可用缓存大小给到发送端
> - 发送端就给接收端发送对应的数据量
> - 当接收端的缓存被写满, 发送端就阻塞了
> - 滑动窗口的值是一直在变化的
> - 当数据被写入缓存, 并且没被处理, 窗口值变小
> - 数据被处理, 缓存被腾出, 窗口值变大
这个图是一个单向的数据发送:
7.滑动窗口如何控制发送端阻塞
```shell
# fast sender -> 客户端
# slow recevicer -> 服务器端
# mss（Maximum Segment Size，单条数据最大长度）
# SYN: 请求建立连接
# ACK: OK
# FIN: 请求断开连接
# win: 滑动窗口大小
############################### 三次握手 ###############################
第1步:
客户端:
1. 给服务器发送建立连接的请求 tcp协议中的 SYN 赋值为1
2. 0(0):
1). 第一个0: 客户端生成的随机序号
2). 第二个0: 客户端给服务器发送数据携带的数据量
3. win4096: 客户端能够缓存的最大数据量为 4k
4. mss 1460: 可处理的单条最大字节数1460
8.tcp通信关键字解释
第3步:
客户端:
1. ACK: 同意了服务器的连接请求
2. 8001: 确认序号 = 服务器生成的随机序号 + 服务器给客户端发送的字节数
8000 + 1 = 8001
3. win 4096: 现在客户端可以缓存的最大数据量是4k
############################### 数据通信 ###############################
第4步:
客户端给服务器发送数据:
1. 1(1024)
1). 上一次的确认序号, 服务器回复给客户端
- 1代表次已经成功发送了1个字节, 这次发送的数据量是1024字节
2. 8001: 确认序号 = 服务器生成的随机序号 + 服务器给客户端发送的字节数
8000 + 1 = 8001
3. win 4096: 现在客户端可以缓存的最大数据量是4k
9.tcp通信的全部过程分析
多进程版的服务器并发
```shell
# 进程的特点(有血缘关系的进程):
- 创建子进程-> fork()
- 虚拟地址空间被复制 (用户区和内核区)
- 父进程数据被修改了, 对子进程没有任何影响
- 父进程中的什么数据被复制给了子进程
- 用户区:
- 堆区
- 栈区
- 全局数据区
- 代码区
- 内核区:
- 文件描述符表
- 资源回收
- 通过父进程回收子进程资源, 父进程在做accept()
- 回收资源需要while 循环, 二者是冲突的
- 可以通过信号回收子进程资源
SIGCHLD
