UNP——第二章,TCP握手与挥手分析

痞子三分冷 提交于 2020-01-16 01:45:36

1.握手

说明:

  下面涉及 FIN,SYN,ACK之类数据时,都是由TCP服务收发,

  涉及 accept, listen 之类api,都是 应用进程 完成。

  都统一使用 客户端,服务端描述,请自行分辨。

 

(1)首先描述下3次握手,TCP协议做了什么。

客户端,主动打开,发送自己的序列号SYNj,并期待对方回复ACKj+1

服务端,被动打开,接送自己的序列号SYNk和ACKj+1,并期待对方回复ACKk+1

客户端,接收对方ACK,己方打开完成,接收对方SYN,发送ACKk+1

服务端,接收对方ACK,己方打开完成。

 

分析下:

  首先打开分为,被动打开和主动打开。

  当接收到对方的ACK,则己方打开完成,则可以使用socket进行读写操作,但并不保证正常。

 

(2)结合 系统调用分析三次握手

客户端,listen,进行被动打开

服务端,connect ,进行主动打开,发送SYNj(如果乙方此时没有listen 完成,则connect 失败)

客户端,回复SYNk + ACKj+1, 应用层无任何变化。

服务端,收到 ACKj+1 + SYNk,并回复 ACKk+1, 甲方打开完成,connect 返回。

客户端,收到ACKj+1,可以进行 read,write。

服务端,accept,如果乙方没有收到 SYNj 则会阻塞,否则返回

服务端,收到ACKk+1,可以进行 read, write 

 

总结下:

  从应用层角度,三次握手的开始,

    主动方,始于 connect,结束于 connect

    被动方,始于 listen ,结束于 listen

  accept 是被动方处以已经完成握手的主动方。

(3)实验

client

if  (0 > (connect(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)))) {
                perror("connect");
                exit(-1);
        }

        printf("success to connect\n");

        write(fd, "hello world", strlen("hello world"));

        printf("write over\n");

        close(fd);

server

        if (0 > listen(fd, 10)) {
                perror("listen");
                exit(-1);
        }

#if 1
        printf("sleep for delay accept...\n");
        sleep(5);
        printf("sleep over\n");
#endif

        if (0 > (c_fd = accept(fd, (struct sockaddr *)&c_addr, &len))) {
                perror("accept");
                exit(-1);
        }

        printf("success to accept\n");

        while ((nbytes = read(c_fd, msg, MAX_READ))) {
                msg[nbytes] = 0;
                printf("%s", msg);
        }
        printf("\n");

        if (0 > (nbytes = write(c_fd, "bye", 3))) {
                perror("write");
                exit(-1);
        }

        printf("i have see bye\n");

        close(fd);
        close(c_fd);

实验结果

sleep for delay accept...
sleep over               //  这里客户端已经通信结束,程序退出
success to accept
hello world
i have see bye

可以发现,客户端虽然已经挥手,但是服务端仍然视为握手完成,并正常的进行通信。

用netstat查看

可以发现,客户端进程虽然死掉,但打开的TCP服务并没有关闭,他在等待四次挥手完成。

因此服务端,虽然延迟处理,却依旧能正常处理通信。、

 

2.四次挥手

客户端,主动关闭,close,发送 FINm

服务端,被动关闭,接收FINm,发送ACKm+1

一段时间后,服务端,调用close,发送FINn

客户端,接收FINn,发送ACKn+1

 

总结下:

  当服务端接收到FIN时,注意,所有的TCP数据都由TCP服务处理,服务端的TCP收到FIN,并向服务端进程发送文件结束符EOF。

  EOF按照顺序在通信数据后面。

  当服务端进程read获得EOF,适时主动调用close,以发送 FINn。

  

  在客户端close,服务端没有close的阶段,称为 半关闭。

  这时,服务端进程可以发送数据,数据会交给客户端TCP服务,但不会上交给应用层。所以客户端进程是否存在,没关系。

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