网络编程

Posted 2020-10-12

1.errno

errno 是记录系统的最后一次错误代码，只有当一个库函数调用失败时，errno才会被设置。

常用的errno：

EINTR            系统调用中断

ETIMEOUT    连接超时

2.read/write （ send/receive） 原理

属于文件I/O，是带有缓冲区的操作函数。通过切换 fd 的阻塞标志（nonblock）转换阻塞与非阻塞。

write函数先将要发送的数据放在进程缓冲区中，然后向socket的发送缓冲区进行拷贝，这时可能出现进程缓冲区的数据量大于发送缓冲区所能接受的范围，若此时在阻塞模式，应用进程将挂起，（此时内核不会返回write函数）直到进程缓冲区的数据都拷贝到发送缓冲区，而write函数正常返回只能说明数据已完全被发送缓冲区接受。若处于非阻塞模式，此时write操作将会失败，内核返回EAGAIN错误。

对于每个socket，都有自己的发送缓冲区和接收缓冲区，发送缓冲区里的数据发出后，不会马上清除该数据，而要等到接收到对方的ACK后才清除这部分数据。接收端将收到的数据暂存到接收缓冲区中，自动进行确认。阻塞形成的原因一般是：接收端不及时从接收缓冲区取出数据，导致接收缓冲区填满，由于TCP的滑动窗口和阻塞控制，阻止发送端发送缓冲区发送数据，发送缓冲区填满，导致阻塞。

而read阻塞原因则是，发送端的数据没有到达，从接收缓冲区到进程缓冲区拷贝阻塞。

3.TCP三次握手和四次挥手原理

I.三次握手：客户端向服务器端发送SYN J 请求（包含将要发送数据的初始序列号），这时客户端在connect()函数阻塞。服务器端接收到SYN J，向客户端发出自己的SYN K 和 ACK J+1，此时服务器端accept()函数阻塞。

客户端接收到服务端报文，connect()函数成功返回，并发送ACK K+1，服务器端接收，accept()成功返回。

II.四次挥手，TCP断开连接时。客户端应用程序先调用close， 主动关闭。向对端发送一个 FIN  M分节，进入FIN_WAIT_1状态，服务端接收到 FIN M ，表示它将接受不到客户端额外数据，进入CLOSE_WAIT 状态，向客户端发送ACK M+1 ，客户端接收后，进入FIN_WAIT_2状态，等待服务端调用close。服务端发送FIN N，客户端接受到后，发送ACK N+1 ,进入最终的TIME_WAIT状态（一般1~4分钟，这里进入TIME_WAIT状态而不是直接关闭是因为若最后的ACK丢失，服务端将重发FIN， 需要客户端重发ACK，若直接退出，系统将回应RST，服务端会认为是一个错误）。

TCP关闭时，每一段都要发送一个FIN，这种情况在应用进程调用close、进程终止、进程被动终止时都会发生。