【c++】常见的tcp/ip协议的知识

1.tcp/ip协议的层数


左图是osi 7层模型,右图是tcp/ip 4层模型。二者对应关系如上。

2、socket中TCP的三次握手建立连接详解

    我们知道tcp建立连接要进行“三次握手”,即交换三个分组。大致流程如下:

  • 客户端向服务器发送一个SYN J
  • 服务器向客户端响应一个SYN K,并对SYN J进行确认ACK J+1
  • 客户端再想服务器发一个确认ACK K+1

    只有就完了三次握手,但是这个三次握手发生在socket的那几个函数中呢?请看下图:

                                            image               

                                                            图1、socket中发送的TCP三次握手


    从图中可以看出,当客户端调用connect时,触发了连接请求,向服务器发送了SYN J包,这时connect进入阻塞状态;服务器监听到连接请求,即收到SYN J包,调用accept函数接收请求向客户端发送SYN K ,ACK J+1,这时accept进入阻塞状态;客户端收到服务器的SYN K ,ACK J+1之后,这时connect返回,并对SYN K进行确认;服务器收到ACK K+1时,accept返回,至此三次握手完毕,连接建立。

总结:客户端的connect在三次握手的第二个次返回,而服务器端的accept在三次握手的第三次返回。

                                            

3、socket中TCP的四次挥手释放连接详解

    上面介绍了socket中TCP的三次握手建立过程,及其涉及的socket函数。现在我们介绍socket中的四次握手释放连接的过程,请看下图:

                                                               image

图2、socket中发送的TCP四次握手


    图示过程如下:

  • 某个应用进程首先调用 close主动关闭连接,这时TCP发送一个FIN M;
  • 另一端接收到FIN M之后,执行被动关闭,对这个FIN进行确认。它的接收也作为文件结束符传递给应用进程,因为FIN的接收意味着应用进程在相应的连接上再也接收不到额外数据;
  • 一段时间之后,接收到文件结束符的应用进程调用 close关闭它的socket。这导致它的TCP也发送一个FIN N;
  • 接收到这个FIN的源发送端TCP对它进行确认。

    这样每个方向上都有一个FIN和ACK。

附:

一、TCP报文格式 
        这里写图片描述 
                                图1 TCP报文格式

    上图中有几个字段需要重点介绍下: 
(1)序号:Seq序号,占32位,用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流,发起方发送数据时对此进行标记。 
(2)确认序号:Ack序号,占32位,只有ACK标志位为1时,确认序号字段才有效,Ack=Seq+1。 
(3)标志位:共6个,即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等,具体含义如下: 
        (A)URG:紧急指针(urgent pointer)有效。 
        (B)ACK:确认序号有效。 
        (C)PSH:接收方应该尽快将这个报文交给应用层。 
        (D)RST:重置连接。 
        (E)SYN:发起一个新连接。 
        (F)FIN:释放一个连接。

    需要注意的是: 
    (A)不要将确认序号Ack与标志位中的ACK搞混了。 
    (B)确认方Ack=发起方Req+1,两端配对。

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