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81、对于FIN_WAIT_2，CLOSE_WAIT状态和TIME_WAIT状态？你知道多少?

  • FIN_WAIT_2：

    • 半关闭状态。

    • 发送断开请求一方还有接收数据能力，但已经没有发送数据能力。

  • CLOSE_WAIT状态：

    • 被动关闭连接一方接收到FIN包会立即回应ACK包表示已接收到断开请求。

    • 被动关闭连接一方如果还有剩余数据要发送就会进入CLOSED_WAIT状态。

  • TIME_WAIT状态：

    • 又叫2MSL等待状态。

    • 如果客户端直接进入CLOSED状态，如果服务端没有接收到最后一次ACK包会在超时之后重新再发FIN包，此时因为客户端已经CLOSED，所以服务端就不会收到ACK而是收到RST。所以TIME_WAIT状态目的是防止最后一次握手数据没有到达对方而触发重传FIN准备的。

    • 在2MSL时间内，同一个socket不能再被使用，否则有可能会和旧连接数据混淆（如果新连接和旧连接的socket相同的话）。

82、你了解流量控制原理吗？

  • 目的是接收方通过TCP头窗口字段告知发送方本方可接收的最大数据量，用以解决发送速率过快导致接收方不能接收的问题。所以流量控制是点对点控制。

  • TCP是双工协议，双方可以同时通信，所以发送方接收方各自维护一个发送窗和接收窗。

    • 发送窗：用来限制发送方可以发送的数据大小，其中发送窗口的大小由接收端返回的TCP报文段中窗口字段来控制，接收方通过此字段告知发送方自己的缓冲（受系统、硬件等限制）大小。

    • 接收窗：用来标记可以接收的数据大小。

  • TCP是流数据，发送出去的数据流可以被分为以下四部分：已发送且被确认部分 | 已发送未被确认部分 | 未发送但可发送部分 | 不可发送部分，其中发送窗 = 已发送未确认部分 + 未发但可发送部分。接收到的数据流可分为：已接收 | 未接收但准备接收 | 未接收不准备接收。接收窗 = 未接收但准备接收部分。

  • 发送窗内数据只有当接收到接收端某段发送数据的ACK响应时才移动发送窗，左边缘紧贴刚被确认的数据。接收窗也只有接收到数据且最左侧连续时才移动接收窗口。

83、建立TCP服务器的各个系统调用过程是怎样的？

  • 服务器：

    • 创建socket -> int socket(int domain, int type, int protocol);

      • domain：协议域，决定了socket的地址类型，IPv4为AF_INET。

      • type：指定socket类型，SOCK_STREAM为TCP连接。

      • protocol：指定协议。IPPROTO_TCP表示TCP协议，为0时自动选择type默认协议。

    • 绑定socket和端口号 -> int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

      • sockfd：socket返回的套接字描述符，类似于文件描述符fd。

      • addr：有个sockaddr类型数据的指针，指向的是被绑定结构变量。

          // IPv4的sockaddr地址结构
    struct sockaddr_in {
        sa_family_t sin_family;    // 协议类型，AF_INET
        in_port_t sin_port;    // 端口号
        struct in_addr sin_addr;    // IP地址
    };
    struct in_addr {
        uint32_t s_addr;
    }
      • addrlen：地址长度。

    • 监听端口号 -> int listen(int sockfd, int backlog);

      • sockfd：要监听的sock描述字。

      • backlog：socket可以排队的最大连接数。

    • 接收用户请求 -> int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

      • sockfd：服务器socket描述字。

      • addr：指向地址结构指针。

      • addrlen：协议地址长度。

      • 注：一旦accept某个客户机请求成功将返回一个全新的描述符用于标识具体客户的TCP连接。

    • 从socket中读取字符 -> ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

      • fd：连接描述字。

      • buf：缓冲区buf。

      • count：缓冲区长度。

      • 注：大于0表示读取的字节数，返回0表示文件读取结束，小于0表示发生错误。

    • 关闭socket -> int close(int fd);

      • fd：accept返回的连接描述字，每个连接有一个，生命周期为连接周期。

      • 注：sockfd是监听描述字，一个服务器只有一个，用于监听是否有连接；fd是连接描述字，用于每个连接的操作。

  • 客户机：

    • 创建socket