11- tcp三次握手-并发

1. tcp三次握手

1.2 三次握手的过程

tcp协议是面向连接的、安全的流式传输协议；
在数据传输前，必须保证通信双方建立起了连接；
握手是协议的行为，在connect()时进行，无需编程实现；
标志位含义
（1）SYN: 请求建立连接
（2）ACK: 同意
（3）FIN: 断开连接的请求

1.2 tcp协议中的序号

在这里插入图片描述

第一次握手：
（1）客户端将SYN置1，发出连接请求；
（2）客户端随机生成一个32bit的序号seq/Seq；
（3）这个序号后可以携带数据。
第二次握手：
（1）服务器同意请求ACK置1；
（2）服务器回发一个确认序号: ack/Ack=客户端随机序号+数据长度+SYN标志位；
（3）服务器发出连接请求：SYN置1；
（4）服务器会生成一个随机序号: seq=k；
第三次握手：
（1）客户端同意请求ACK置1；
（2）客户端回发一个确认序号: ack/Ack=服务器随机序号+数据长度+SYN标志位；

2. 滑动窗口

滑动窗口是TCP中用于实现如 ACK 确认、流量控制、拥塞控制的承载结构。可以理解为一块缓存。
通信的双方都有滑动窗口；
（1）服务器：发送数据的窗口，接收数据的窗口；
（2）客户端：发送数据的窗口，接收数据的窗口；
滑动窗口的内存是在变化的：其空间大小固定，但可存储的数据量在变化；其取决于通信对方可以接收的数据量。
使用流程
（1） mss: 最大的数据段大小 Maximum Segment Size -> 一条数据的最大数据量；
（2）win：滑动窗口。

1. 客户端向服务器发起连接, 客户端的滑动窗口大小为4096, 一次发送的最大数据量1460
2. 服务器接收连接请求(第二次握手), 告诉客户端服务器的滑动窗口大小为6144, 一次发送的最大数据量1024
3. 第三次握手
4. 4-9 客户端连续给服务器发送了 6k数据, 每次发送1k
5. 第10次, 服务器告诉客户端: 发送的6k数据已经收到存储到滑动窗口缓存中, 缓存数据已经处理了2k
6. 第11次, 服务器告诉客户端: 发送的6k数据已经收到存储到滑动窗口缓存中, 缓存数据已经处理了4k
7. 第12次, 客户端给服务器发送1k数据

3. 四次挥手

在这里插入图片描述

四次挥手发生在断开连接时，即调用close()函数时；
客户端和服务器端谁都可以发起挥手的动作, 谁先调用close()函数就是谁发起的；
因为tcp在连接的时候, 建立的是双向连接, 因此在断开的时候需要双向断开；

1. 第13次, 主动请求和服务器断开连接, 并且给服务器发送了1k数据
2. 第14次, 服务器回复ACK8194, a: 同意断开连接的请求 b: 告诉客户端我已经收到刚才2k数据 c: 滑动窗口2k
3. 第15, 16次, 通知客户端滑动窗口中的数据处理完了
4. 第17次, 服务器给客户端发送FIN, 断开和客户端的连接
5. 第18次, 客户端同意了服务器的断开请求

4. 多进程并发服务器


#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>       
#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

//信号处理函数: 回收子进程资源
void handler(int sig)
{
	while(1)
	{
		pid_t pid = waitpid(-1, NULL, WNOHANG);
		if(pid == -1)
		{
			printf("所有子进程都已被回收\n");
			break;
		}
		else if(pid == 0)
		{
			printf("还有子进程在运行\n");
			break;
		}
		else
		{
			printf("子进程 %d 被回收\n", pid);
		}
	}
}


int main()
{
	//1.套接字
	int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if(lfd == -1)
	{
		perror("socket");
		exit(0);
	}
	
	//2.绑定
	struct sockaddr_in addr =
	{
		.sin_family = AF_INET, 
		.sin_port =  htons(9000), 
    };
	inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", (void *)&addr.sin_addr.s_addr);
	int ret = bind(lfd, (const struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
	
	//3.设置监听
	ret = listen(lfd, 120);
	if(ret == -1)
	{
		perror("listen");
		exit(0);
	}
	
	//设置信号捕捉
	struct sigaction sig = 
	{
		.sa_handler = handler,
		sigemptyset(&sig.sa_mask),
		.sa_flags = 0,
	};
	sigaction(SIGCHLD, &sig, NULL);
	
	//4.连接
	printf("等待客户端连接...\n");
	while(1)
	{
		//4.1等待连接
		struct sockaddr_in caddr;
		int addrlen = sizeof(caddr);
		int cfd = accept(lfd, (struct sockaddr *)&caddr, &addrlen);
		if(cfd == -1)
		{
			if(errno == EINTR)
			{
				continue;
			}
			else
			{
				perror("accept");
				exit(0);
			}
		}
		
		//4.2打印客户端信息
		char ip[32] = {0};
		inet_ntop(AF_INET, (void *)&caddr.sin_addr.s_addr, ip, sizeof(ip));
		printf("IP：%s\tport: %d 连接成功!\n", ip, ntohs(caddr.sin_port));

		
	//5.通信
		//5.1创建子进程
		pid_t pid = fork();
		if(pid == 0)
		{
		//5.2通信
			
			while(1)
			{
				//接收数据
				char buf[1024] = {0};
				ret = read(cfd, buf, sizeof(buf));
				if(ret == 0)
				{
					printf("IP：%s\tport: %d 断开连接!\n", ip, ntohs(caddr.sin_port));
					break;
				}
				else if(ret == -1)
				{
					printf("读取失败\n");
					break;
				}
				else
				{
					//打印接收的数据
					printf("%s： %s\n",ip, buf);
					write(cfd, buf, strlen(buf)+1);
				}
			}
		//5.3回收结束子进程
			close(cfd);
			exit(0);
		}
	}
	
	//6.断开通信
	close(lfd);

	return 0;
}

来源：CSDN

作者：向测

链接：https://blog.csdn.net/weixin_45093118/article/details/103836196

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