网络编程2
TCP编程
scoket
create an endpoint for communicate
socket在内核区创建了一个文件对象，里面有发送缓冲区和接收缓冲区。
scoket（domain,type）各项参数含义：
- domain 领域：AF_INET ipv4协议
- type 通信协议：SOCK_STREAM 有序，可靠，全双工（与AF_INET一起使用，选择的是TCP协议）
bind
bind a name to a socket
服务端是被动的，一定要bind才能被别人发现。客户端可以band，可以不bind。在TCP编程中，不推荐客户端bind，bind后ip和端口绑定，若客户端服务端都bind后，四元组确定，断开连接后，经历一段时间后才能重新建立连接。客户端不bind ，方便同时建立多条链接。
bind(sockfd,*addr，addrlen)
- sockfd 填socket调用的返回值
- addr 填网络地址在内存中的指针(填写的是公共类型)
- addrlen 填网络地址在内存中的大小
注：bind 只能绑定本地ip地址，本地ip地址使用ifconfig查看
bind需要检错，一般情况下可能会出错
ifconfig
ens33 外网网卡 通信的其中一端在本机之外，走外网网卡
lo 本地环回设备 通信的双方都在本机之中，数据就不需要走外网网卡，直接内部通信即可。
端口号
16bit 0~65535
0~1023： 知名协议端口号
- 80 http
- 443 https
- 22 ssh
最好是两万以内的端口号都别用，以免选到知名协议端口
connect
initiate a connection on a socet
connect(scoket,*addr,addrlen)
- sockfd 填scoket的文件描述符
- addr&addrlen 填服务端的 ip 和 port
排查网络故障的一般流程
- netstat -an 重点查看最后一列，查看出问题的网络状态
- 抓包：tcpdump抓包存到一个 *.cap文件：1- 切换到root用户 2-
- 将 *.cap 文件拷贝到 windows（可用winscp）， 用wireshark来阅读
listen
listen for connections on a socket
创建socket是一个主动的，只有listen()后才会成为被动的socket。
listen(scokfd,backlog):
- sockfd 填写socket的文件描述符
- backlog 写50就够用了
从通信scoket变成了拥有半连接队列和全连接队列的监听socket。
在listen之后，服务端调用listen，listen本身不会阻塞，也不会收发数据，listen切换了服务端状态。
当服务端调用完listen后，如果客户端connect，客户端会发起第一次握手，服务端进程收到第一次握手，操作系统内核负责将这次连接放入半连接队列，操作系统会回复第二次握手。客户端随后收到第二次握手，回复第三次握手，connect成功后，客户端已经进入ESTABLISHED状态。服务端随后收到第三次握手，操作系统内核负责将连接从半连接队列出队，移入全连接队列，服务端进入ESTABLISHED状态。
listen不处于三次连接的任何一次，时间极短，改变状态。
安全问题
伪造的客户端，只发第一次握手，不发第三次握手（SYN flooding攻击）。被拿到操作系统权限的机器称为肉鸡，可以使用大量肉鸡进行SYN flooding 攻击服务端（被称为DDOS攻击）。
accept
accept a connection on a socket
accept()
- sockfd 监听sockfd的fd
- addr&addrlsn 传入传出 可以都填NULL，只取出连接不获取对面的ip和port，如果想获取对面的ip和port，addrlen指向的值为sizeof(addrlen)。
返回值int ，是新的文件描述符。
检查、监听socket里面的全连接队列
- 若无连接，进程阻塞
- 若有连接，按照先进先出的方式取出连接，并可以获取对面的 ip 和 port
在操作系统的内核视角里面，accept 的本质和read是一样的。类比全连接队列和管道接收缓冲区。
当收到某客户端连接请求，会调用accept时候创建一个通信socket（有一个发送缓冲区和一个接收缓冲区），并分配一个文件描述符。可以类比于使用了两个单工管道实现全双工通信。
若文件描述符超出大小，可使用ulimit -a更改open file（1024）大小到足够大。
send
send(sockfd,*buf,len,flags)
- sockfd :socket文件描述符
- buf : 用户缓冲区数据。
- len : 使用strlen() 得到数据实际长度
- flags : 一般填0就可以
send是一种特殊的write，send直接完成的事情是拷贝，将用户态的 buf 数据拷贝到内核发送缓冲区，数据到内核缓冲区后，由内核协议栈真正的收发数据。发送时，数据超出mtu，内核协议栈进行切分，用户不需要考虑收发数据。使用一次send可能会分几次发送到网络。
发送缓冲区为空的时候，send不会阻塞。
recv
recv(sockfd,*buf,len,flags)
- sockfd : socket文件描述符
- buf : 用户缓冲区，内存可以适当多申请一些，一个栈帧大小大概为10M，根本用不完。
- len : 使用sizeof() 限定缓冲区上限值。
- flags 一般填0
recv是一种特殊的read，recv直接完成的事情是拷贝，将内核接收缓冲区的内容拷贝到用户态的buf中，而接收数据时由内核协议栈完成。
接收缓冲区为空的时候，recv会阻塞。
send和recv对于用户的意义
在应用层，永辉不需要考虑数据如何收发（乱序、丢包等），用户只需要管把数据扔到缓冲区即可。用户的视角中完全可以把建立好的连接看成两根单向管道即可。
可以使用write、read取代send、recv。反过来不行，send、recv只能操作通信socket，不能操作磁盘文件、设备文件、管道文件。