UNIX網路程式設計卷1：套接字聯網API 詳解筆記
UNIX網路程式設計卷1：套接字聯網API 詳解筆記
第一部分：簡介和TCP/IP
1.Socket 套接字
sockfd = socket(AF_INET(網際流), SOCK_STREAM, 0);
2.*bind(int fd, const struct sockaddr sa, socklen_t salen)
套接字繫結函式
3.監聽套接字
socket、bind、listen三個函式依次執行，是TCP伺服器準備監聽描述符的標準步驟。
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
bind(sockfd, (SA* )servaddr, sizeof(servaddr));
listen(sockfd, LISTENQ)
4.接受客戶連線，傳送應答
connfd = accept(sockfd, (SA*)NULL, NULL);
accept是程序進入睡眠，TCP握手協議完成之後，accpet接收到應答，返回值稱為已連線描述符，
用於與已經連線上的客戶端進行通訊。
5.OSI模型
應用層
表示層 應用層
會話層
傳輸層 TCP UDP
網路層 IPv4、IPv6
資料鏈路層 裝置驅動程式和硬體
物理層
6.UDP 是簡單不可靠的傳輸協議。
7.TCP是複雜而又可靠的傳輸協議。
8.STCP是可靠的傳輸協議，同時還提供訊息邊界、傳輸級別多宿支援以及將頭端阻塞減小到最少的一種方法。
協議：
IPv4 32位地址，給TCP、UDP、STCP、ICMP、IGMP提供分組遞送服務
IPv6 128位地址，給TCP、UCP、STCP、ICMPv6 提供分組遞送服務
TCP 傳輸控制協議 給使用者提供全雙工位元組流，TCP套接字是一種流套接字，可用IPv4或IPv6實現
UDP 使用者資料報協議 UDP套接字是一種資料包套接字，不保證資料準確到達，可用IPv4或IPv6實現
SCTP 流控制傳輸協議 提供可靠的全雙工關聯的面向連線的協議，STCP是多宿的，每個關聯的兩端涉及一組IP地址和埠號。
ICMP 網際訊息控制協議 主要處理路由器與主機之間的錯誤和控制訊息。ping 和 traceroute使用這個協議
IGMP 網際組管理協議 IGMP用於多播
ARP 把一個IPv4地址轉換成一個硬體地址
RARP 把一個硬體地址轉成IPv4地址
ICMPv6 集成了ICMPv4 ARP 以及 IGMP的功能
BPF BSD分組過濾器 用於提供對資料鏈路的訪問能力
DLPI 資料鏈路提供者介面 用於提供對資料鏈路的訪問能力
9.TCP和UDP的特性：
UDP
UDP缺乏可靠性，需要對應用程式新增不同的功能，對端的確認、本端的超時與重傳等；UDP提供無連線的服務，表示一個客戶端可以向多個服務端傳送同一包資料。
TCP
TCP可靠性：１．TCP建立伺服器與客戶端之間的連線；２．TCP有訊息應答機制；３．TCP擁有一個計算客戶端與伺服器之間傳輸一次需要的時間；３．TCP會對多次分包傳輸的資料加上序列號，重新排序；４．TCP 提供流量控制，保證客戶端傳給伺服器的資料永遠不會超過伺服器剩餘的空間；TCP是全雙工協議。
流控制傳輸協議(SCTP)
STCP與TCP、UDP類似。與TCP不同的是STCP是面向訊息的協議，與UDP一樣，將傳送端寫入的每條記錄的長度隨資料一道傳遞給接收端應用。STCP可以在連線的端點之間提供多個流，並且相互不會影響。STCP支援多宿性，保持可以支援多個IP地址。
10.TCP選項
MSS選項：最大分節大小
視窗規模選項：最大視窗規模可以達到１GB
時間戳選項：防止由失而復現造成的資料損壞
11.伺服器傳送資料耗時長時，則先是傳送確認，後是應答。
12.MSL是任何IP資料報能夠在英特網中存活的最長時間。最長分節時間。傳統是３０秒。
13.TIME_WAIT狀態 持續時間大約是MSL的兩倍
１．可靠的實現TCP全雙工連線的終止
２．允許老的分解在網路中消逝(防止老的重複分組被認為是新的分組的化身)
14.SCTP的連線建立與終止
四路握手
(1)伺服器被動開啟，通過呼叫socket、bind、listen。
(2)客戶通過呼叫connect或者傳送一個隱式開啟該關聯的訊息進行主動開啟。
(3)伺服器回覆一個INIT ACK
(4)客戶端傳送一個COOKIE ECHO回給伺服器
(5)伺服器回覆一個ACK證明發送的是正確的cookie
15.SCTP的分組單位資訊為塊
SCTP選項：
１．動態地址擴充套件，允許協作的SCTP端點從已有的某個關聯中動態增刪IP地址；
２．不完全可靠性擴充套件，允許協作的SCTP端點在應用程序的指導下進行資料限制，去掉過於陳舊的訊息。
16.埠號
TCP/IP協議分配給FTP伺服器的埠號是２１
UDP分配給TFTP(簡化郵件傳送協議)的埠號是６９
17.眾所周知的埠號為０~1023，由IANA分配和控制，可以將一個埠號同時分配給TCP、UDP、SCTP同一給定的服務。
18.已登記的埠號為102449151，不受IANA控制，但是會登記到IANA的埠使用表中，相同的埠也可分配給TCP、UDP給定的服務。如60006063分配給這兩種協議的X Window伺服器。
49152~65535是動態的或私用的埠，是臨時埠，不受IANA管轄。
19.套接字對
TCP套接字對是一個定義連線的兩個端點的四元組：本地IP地址、本地的TCP埠號、外地IP地址、外地TCP埠號。套接字對唯一標識一個網路上的每個TCP連線，但是對於一個端點多宿的情況下，一個端點就需要多個四元組標識。
標識每個端點的兩個值(IP地址和埠號)通常稱為一個套接字。
IPv4資料包最大為65535位元組，包括IPv4首部。
IPv6資料包最大為65575位元組，包括IPv6首部，40位。
MTU 最大傳輸單元，IPv4規定的最小鏈路MTU為68位元組，IPv6規定的最小鏈路的MTU為1280位元組。
IP資料報超出相應鏈路的MTU時，IPv4和IPv6都將進行分片，這些片段在最終到達目的地之前不會進行重組。IPv4主機和路由器（轉發）都會對自身發出的資料報進行分片；而IPv6只有主機會對發出的資料報進行分片，而路由器不會對其轉發的資料報進行分片。
IPv4首部的DF位專門用於設定分片，IPv6每個資料報都隱含一個數據位，所以IPv6傳輸資料報是要麼用最小的傳，要麼必須支援。
IPv4和IPv6都有最小緩衝區重組大小，IPv4為256位元組，IPv6為1500位元組。
TCP有個MSS(最大分節大小)，通知對方重組緩衝區大小的實際值，避免分片；MSS通常設定為MTU減IP和TCP首部的固定長度。乙太網中IPv4為1460，IPv6為1440(TCP首部20位元組，IPv4首部20位元組，IPv6首部40位元組)。TCP的MSS選項中，MSS是一個16為的欄位，IPv4最大值為65495，IPv6的最大值為65515。
SCTP基於對端所有地址發現的最小路徑MTU保持一個分片點。
後續還會更新。