2.2.2 Posix API与网络协议栈 1

本文主要是介绍2.2.2 Posix API与网络协议栈 1，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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2.2.2 Posix API与网络协议栈

1. posix api： linux一开始仿unix不同版本，提供 操作系统——应用程序接口的标准
2. 上一次2.1.1的reactor.c优化1048576数组
   

1 建立连接，api

所有linux 上运行的都用的这些api，不管java还是python，底层linux的api都是一样的

1. 服务端

   socket（）返回fd；bind绑定一个接口；listen；accept创建一个客户端的fd；recv；send；close

   epoll; fcntl设置阻塞非阻塞

   客户端

   socket(); bind()可选不一定绑； connect(); send ; recv; close

   tcp传输——建立连接，传data，断连接

tcp连接准备

1. **socket()**如何实现/组成的

   好有意思，socket 插座 = 插fd int型+ 座tcp控制块

   分配fd，用bitmap算法——如果置0 未用，置1用过了

   tcp是不断alloc创建新的

2. bind()

   还没到tcp连接，跟tcp还没关系这步

   传入fd，绑定一个ip地址+port 五元组：源 目的 ip+端口+协议；本质是个设置set初始化过程

   客户端如果未绑，会随机分配端口，一路，就绑定；一般就默认分配

3. listen()监听

   tcp状态迁移图

   1. 把tcp里的status状态设置为listen，如果未设置，会拒接消息请求，代表迎宾小姐姐正式上岗
   2. 分配全连接syn，半连接队列queue

listen以后才能三次握手建立连接

server不可以先发起，只能client发起，不管应用层用的什么语言，见posix API与网络协议栈的实现原理.pdf

1. client发：两个字段——syn这位置1**，seqnum32位，置为1234 随机值**，好处避免被截获破解包

   解析完知道这是握手的包

2. server回：四个字段——acj置1， acknum是1235（seqnum+1），代表1235以前所有包收到了，syn这位置1， seqnum 5647也是随机的

3. client回：ack ，acknum 5648（5647+1）承认server都收到了之前的包

为什么三次：脑经急转弯

核心是如何记这个三次握手图

tcp是全双工长期通信——1234 client告诉server发的data从哪里开始； 5647 server告诉client发的data从哪里开始

这两个data开始地方id很重要：确保data不重复，不丢失

三次握手发生在what函数

1. client的conncet

2. server端连接前listen()准备，连接结束accept（）取出连接，被动触发

   man listen 可以看listen函数解释
   int listen(int sockfd, int backlog)
   

   为什么backlog，因为类似古代的虎符，和去吃饭叫号的牌子，确保你拿的号不是自己编的没造假，两次：一半给你client，一半自留

   半连接syn队列：在server为多个client创建半连接，半个虎符 号牌

   全连接accept队列：三次握手结束后的accept这里，半连接syn队列的半个虎符move到，不是copy到accept队列

问题

1. tcp连接生命周期when开始？

   **从第一次握手server的listen接收到syn包，**协议栈为client分配一个连接节点，连接开始（但是要等到三次握手结束，accept()函数创建的时候fd开始）

2. 第三次握手client来一个data包， server如何从syn半连接队列查找匹配的节点 然后放到accept队列里（半个虎符）

   通过（源、目的 * 端口 、ip ，协议）五元组查出来

3. 如何防护syn泛洪——client在syn创建连接节点，但是后面不继续发data，那么就不会syn队列里节点move到accept队列，然后syn队列就炸了

   listen（fd, backlog) listen函数，tcp协议栈在1980s就有了，比我年纪大

   用第二个参数backlog设置的是什么？

   1. 最早syn半连接队列长度，防止无限增长炸了

      比较鸡肋，因为防火墙 从物理上接收data前server已经能有这个效果的，物理上隔了防止泛洪

   2. syn + accept 队列总长度 = 未分配fd的tcb的数量

      TCB的全称是“Trusted Computing Base”，指的是在计算机系统中，确保系统安全性的核心部分。它包括硬件、固件和软件组件，用于保护系统免受各种安全威胁。

      防止accept一直不处理会积累大量连接堆着

   3. accept 队列（pending connections 待连接）长度

      大大提升建链的速率（现在的方法）， 连接的吞吐量

accept（）

上面listen（）函数讲完了

1. 分配fd给对应server

2. fd与tcb（accept队列中节点）建立映射

   在epoll()的listen返回epollIN事件

   listenfd 用的 accept()

   clientfd 用的 recv(), send()

如果ET边沿触发，如何处理所有连接?

多个事件但是只触发一次，有问题，用while(1) 设置accept非阻塞，直到fd=-1，break

这篇关于2.2.2 Posix API与网络协议栈 1的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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