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TCP通信协议( 六 )

TCP


（4）捎带应答
在延迟应答的基础上，很多情况下，客户端服务器在应用层也是一发一收的 。这时候常常采用捎带应答的方式来提高效率，而ACK响应常常伴随着数据报文共同传输 。如：三次握手 。
TCP如何处理拥塞
网络拥塞现象是指到达通信网络中某一部分的分组数量过多，使得该部分网络来不及处理，以致引起这部分乃至整个网络性能下降的现象，严重时甚至会导致网络通信业务陷入停顿，即出现死锁现象 。拥塞控制是处理网络拥塞现象的一种机制 。
拥塞控制的四个阶段:
慢启动
拥塞避免
快速重传
快速恢复
Socket
基于TCP协议的客户端和服务器工作：

TCP通信协议

文章插图
服务端和客户端初始化 socket，得到文件描述符
服务端调用 bind，将绑定在 IP 地址和端口
服务端调用 listen，进行监听
服务端调用 accept，等待客户端连接
客户端调用 connect，向服务器端的地址和端口发起连接请求
服务端 accept 返回用于传输的 socket 的文件描述符
客户端调用 write 写入数据；服务端调用 read 读取数据
客户端断开连接时，会调用 close，那么服务端 read 读取数据的时候，就会读取到了 EOF，待处理完数据后，服务端调用 close，表示连接关闭
listen 时候参数 backlog 的意义？
Linux内核中会维护两个队列：
未完成连接队列（SYN 队列）：接收到一个 SYN 建立连接请求，处于 SYN_RCVD 状态；
已完成连接队列（Accpet 队列）：已完成 TCP 三次握手过程，处于 ESTABLISHED 状态；
SYN 队列 与 Accpet 队列
int listen (int socketfd, int backlog)
参数一 socketfd 为 socketfd 文件描述符
参数二 backlog，这参数在历史内环版本有一定的变化
在早期Linux内核backlog是SYN队列大小，也就是未完成的队列大小 。在Linux内核2.2之后，backlog变成accept队列，也就是已完成连接建立的队列长度，所以现在通常认为backlog是accept队列 。但是上限值是内核参数somaxconn的大小，也就说accpet队列长度=min(backlog, somaxconn) 。
accept 发送在三次握手的哪一步？
我们先看看客户端连接服务端时，发送了什么？
客户端的协议栈向服务器端发送了 SYN 包，并告诉服务器端当前发送序列号 client_isn，客户端进入 SYNC_SENT 状态
服务器端的协议栈收到这个包之后，和客户端进行 ACK 应答，应答的值为 client_isn+1，表示对 SYN 包 client_isn 的确认，同时服务器也发送一个 SYN 包，告诉客户端当前我的发送序列号为 server_isn，服务器端进入 SYNC_RCVD 状态
客户端协议栈收到 ACK 之后，使得应用程序从 connect 调用返回，表示客户端到服务器端的单向连接建立成功，客户端的状态为 ESTABLISHED，同时客户端协议栈也会对服务器端的 SYN 包进行应答，应答数据为 server_isn+1
应答包到达服务器端后，服务器端协议栈使得 accept 阻塞调用返回，这个时候服务器端到客户端的单向连接也建立成功，服务器端也进入 ESTABLISHED 状态
从上面的描述过程，我们可以得知客户端 connect 成功返回是在第二次握手，服务端 accept 成功返回是在三次握手成功之后 。
客户端调用 close 了，连接是断开的流程是什么？
我们看看客户端主动调用了 close，会发生什么？
客户端调用 close，表明客户端没有数据需要发送了，则此时会向服务端发送FIN报文，进入FIN_WAIT_1状态
服务端接收到了 FIN 报文，TCP协议栈会为 FIN 包插入一个文件结束符 EOF 到接收缓冲区中，应用程序可以通过 read 调用来感知这个 FIN 包 。这个 EOF 会被放在已排队等候的其他已接收的数据之后，这就意味着服务端需要处理这种异常情况，因为EOF表示在该连接上再无额外数据到达 。此时服务端进入 CLOSE_WAIT 状态
接着，当处理完数据后，自然就会读到 EOF，于是也调用 close 关闭它的套接字，这会使得会发出一个 FIN 包，之后处于 LAST_ACK 状态
客户端接收到服务端的 FIN 包，并发送 ACK 确认包给服务端，此时客户端将进入 TIME_WAIT 状态
服务端收到 ACK 确认包后，就进入了最后的 CLOSE 状态
客户端进过 2MSL 时间之后，也进入 CLOSE 状态




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