网络编程基础

1.理解套接字[socket]

套接字大致分为两种:TCP和UDP,可以把TCP套接字理解为电话机,UDP套接字理解为信件。在Linux世界里,socket被认为是一种文件,使用文件I/O的相关函数;Windows中socket跟文件是不同的。

采用打电话的方式,来简单的理解TCP套接字。

服务端TCP

  • 安装电话机-调用socket函数
  • 分配可被拨打的电话号码-调用bind函数
  • 等着电话响-调用listen函数
  • 电话响了接起电话-调用accept函数

客户端TCP

  • 安装电话机-调用socket函数
  • 拨打电话-调用connect函数

TCP的特征

  • 传输过程中数据不会消失
  • 按序传输数据
  • 传输的数据不存在数据边界

TCP的定义

  • 可靠的、按序传递的、基于字节的、面向连接的数据传输方式的套接字

TCP数据的收发

  • tcp的读写都有缓冲,通过缓冲大小的滑动窗口控制数据流
  • write函数的返回时间点:在数据移到输出缓冲时
  • 关闭套接字,输出缓冲继续传递,输入缓冲直接丢失
  • 三次握手[SYN]:(SEQ,ACK)->[SYN+ACK]:(SEQ,ACK)->[ACK]:(SEQ,ACK)
  • 四次挥手[FIN]:(SEQ,ACK)->[ACK]:(SEQ,ACK),[FIN]:(SEQ,ACK)->[ACK]:(SEQ,ACK)

采用发信件的方式,来简单的理解UDP套接字。

服务端UDP

  • 安装信箱-调用socket函数
  • 分配可被访问的信箱地址-调用bind函数
  • 收信件-调用recvfrom函数
  • 发信件-调用sendto函数

客户端UDP

  • 安装信箱-调用socket函数
  • 收信件-调用recvfrom函数
  • 发信件-调用sendto函数

UDP的特征

  • 强调快速传输而非传输顺序
  • 传输的数据可能丢失也可能损毁
  • 传输的数据有数据边界
  • 限制每次传输的数据大小

UDP的定义

  • 不可靠的、不按序传递的、基于消息的、不连接的、以数据的高速传输为目的的套接字

2.进程间通信

  • 通过管道实现
  • IPC实现

3.优雅的断开TCP连接

采用close函数,将同时关闭读写通道,优雅的断开可以采用shutdown函数,可以选择只关闭读或写通道,使TCP处于半关闭状态。

4.TCP套接字的可选项

  • socket的SO_REUSEADDR可以在tcp四次挥手,处于time-wait状态时端口重新分配给新的socket。
  • TCP_NODELAY用于控制socket套接字是否使用Nagle算法,默认是使用的。即在收到ack消息后,才会发送下一条数据,防止网络数据包过多产生负载。有些场景禁用Nagle算法可以提高传输速度。

5.IO复用

5.1.select

  • 主动观察,速度慢
  • 循环检查
  • 跨操作系统兼容性强

5.2.epoll

  • linux下的,被动得知
  • 条件触发:只要输入缓冲有数据就一直通知该事件
  • 边缘触发:输入缓冲收到数据时仅注册1次该事件,即使输入缓冲区还有数据,也不会再次注册

5.3.IOCP

  • windows下的

参考:《TCP/IP网络编程》

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