TCP连接管理（2）

文章目录

• 三次握手
• 四次挥手(以最小的成本协商达成连接关闭的认识)
• • 理解TIME_WAIT
  • 理解close_wait

三次握手

TCP服务器里面
发起建立连接一般都是client

1. server里面存在有大量的连接，该如何管理呢？

先描述在组织
有描述连接的结构体，里面填充的就是描述连接的各自属性，后以各种数据结构连接起来
双方维护连接是有成本的（时间+空间）

2. 为什么是3次握手(不是说三次握手一定成功,只是以较大概率建立连接的过程)

• 我们并不担心第一次第二次丢了：因为第一次，第二次都有应答，第三次没有应答，就有可能有丢失的风险
  两点：保证对方好着没，网络好着没
• 确认双方主机是否健康
• 验证全双工，三次握手，是我们能看到双方都能看到收发的最小次数！

对客户端来说：发送数据syn验证了自己能发送数据，收到syn+ack验证了自己能收到数据，同时发送成功
对服务端来说：客户端发送syn验证了自己能收数据，发送syn+ACK，得到客户端回应ack说明了自己能发送数据,没有第三次握手无法证明服务端有发送的能力

• 一次不行的原因：每次发送syn，服务端都要建立一个连接结构来管理，如果发送海量的syn，很容易受到攻击
• 两次不行的原因：第二次握手的时候，服务端认为建立成功了，可能这个报文客户端没收到，丢弃了，客户端发送大量的syn，服务器端还是会维护大量的健康连接，消耗维护资源（SYN洪水）
• 三次握手建立成功，双方是等量的消耗资源，可以杜绝纯小白，个人的攻击

3. 对于client来说三次握手怎么样算完成

因为3次握手没有响应，只要client把ack发送出去，client就认为它握手完成
一般而言双方的握手成功是有时间差的：server段认为收到才算成功

4. 第三次ack丢失

client认为连接已经完成，server认为连接没有完成
client就会理所当然的给server段发送数据，server（认为链接都没建立好就发送数据）收到了这个报文，这个报文不是建立连接的报文，就会返回一个RST(证明，刚才建立的连接失败，client就会关闭连接)

5. 三次握手是双方的操作系统自动完成的，用户层完全不参与

client->connect ->发起三次握手（操作系统自动完成）
server->accept，握手成功

四次挥手(以最小的成本协商达成连接关闭的认识)

1. 断开连接是双方的事情，双方随时都有可能发生
2. 分别发送FIN，双方分别应答，就是四次握手，一方发送fin就是把自己的发送缓冲区给关闭了
3. 没有人以断开连接来发起攻击，因为这个是让服务器更轻松
4. 断开连接的本质：双方达成连接都应该断开的共识，就是一个通知对方的机制

理解TIME_WAIT

主动断开连接的一方，就要进入TIME_WAIT状态

1. TIME\_WAIT状态上，认为自己的连接已经释放了，因为它已近收发了四次报文，即使它已近结束了，但是它还不能释放自己的结构，还要维护一段时间，等待自己的ack发送成功
   

2. 不accept它也会建立连接
   

int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != 2)
    {
        cout << "port" << endl;
        exit(1);
    }
    uint16_t port = atoi(argv[1]);
    int sockfd = Sock::Socket();
    Sock::Bind(sockfd, port);
    Sock::Listen(sockfd);
    while (1)
    {
        int newsock = Sock::Accept(sockfd);
        cout<<newsock<<endl;
        //这里我们让服务器先断开

    }
    return 0;
}

连接建立成功这里estabilsh,我们把服务器断开，服务器就进入了time_wait状态

一旦TIME_WAIT状态，服务是无法立即重启的

MSL（max segment life）:报文最大传输时间，一个报文在网络里面最大的存活时间

为什么要有TIME_WAIT?

TIME_WAIT一般是等待2msl的时间长度

1. 尽量保证历史发送的网络数据在网络中消散，因为如果直接断开的话，还有一些双方发送的数据，并没有被读取
2. 2msl刚好保证了数据是一来一回的,历史上的数据更好就卡在了出口路由器上，
3. 尽量的保证最后一个ACK被对方收到，没有消息的话，就认为已近ack发送成功，如果中途收到fin，说明我发送ack失败

** 为什么会bind error**

我们断开连接之后，在连接，因为之前的服务器一方处于time_wait方面，这个连接没有断开，端口依旧被占用着,
因为一个端口号只能被一个进程绑定

无法立即重启有什么危害

1s都是很大的数据量，服务器的端口和ip都是不能改变的，客户不认识，连不上，所以必须使用地址复用的选项

理解close_wait

调用一个close就是2次挥手
如果客户端调用close，而服务器不调用close，那么服务器就会一直处于close_wait状态,客户端就会处于fin_wait2状态

int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != 2)
    {
        cout << "port" << endl;
        exit(1);
    }
    uint16_t port = atoi(argv[1]);
    int sockfd = Sock::Socket();
    Sock::Setoptsocket(sockfd);
    Sock::Bind(sockfd, port);
    Sock::Listen(sockfd);
    while (1)
    {
        int newsock = Sock::Accept(sockfd);
        cout<<newsock<<endl;
        //这里我们不调用closefd,服务器就会处于close_wait状态

    }
    return 0;
}

启示

1. 一个fd被用完，千万不要忘记释放！
2. fd是有限制的，会造成fd泄露，fd被占用变得越来越少