UNP——第二章，TCP握手与挥手分析

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 是被动方处理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。