Posix API实现原理（TCP）

Posix API

tcp server

socket

创建一个TCB

bind

作用：绑定ip、port到fd， 不调用的话使用默认值（填充五元组），可以理解为设置socket属性

connect

listen(int fd, int backlog)

1. backlog: （unix中）半连接+全连接的总数的最大值， 容易收到DDOS攻击 : （其他）全连接的最大数， 不会遭受DDOS攻击

2. 这里面会经历三次握手，接收到连接请求时候将连接信息（五元组）填入半连接队列，并发出sync通知client。当server接收到client的sync的时候，将半连接队列中的对应块信息（五元组）放入全连接队列
   

3. 如果第一次超时没有接收到client的sync， 则server再发一次sync， 再次超时则丢掉
   

accept

从全连接队列中得到一个tcb控制块
分配文件描述符

recv

发现tcb的recv_buffer中存在了数据，再cp过来
（TCP协议栈执行）
tcb每收到一个包，重置延时定时器，发现有包没有收全，比如收到了包序号1,2,3,5,6， tcb回复一个ack=4，client将重新发送4,5,6，以此来确保包的完整性
6. send：
仅将数据cp到tcb的sendbuf中，tcb异步发送数据

close

执行四次挥手（客户端、服务器各自close以及sync，总共4次挥手）

1. fin_wait1附带超时重传，即该状态不会太多。

2. 如果close_wait状态较多，大概率是recv到0长度的数据包后没有即时close掉链接，解决方案： 将close之前的流程扔到另外一个线程中处理

3. 客户端停留在fin_wait2（对端没有即时调用close），解决方案： 设置keep_alive 字节将之终止掉

4. 如果双方同时发送close， 两者同时进入closing状态，各自发送ack，则都进入time_wait状态

5. 如果出现大量的time_wait， 可以设置reused， 在简历连接时候 先去reused列表中寻找对应的五元组tcb进行使用

time_wait的回收：时间到了回收
fd的回收：调用close时候回收
tcb的回收：主动close的是time_wait后回收，被动close是收到ack后回收

TCB

可以根据五元组定位到tcb控制块的位置

fcntl

设置socket文件属性， 不涉及协议栈属性变更

TCP与UDP的优劣

TCP重传耗时较大
TCP无法做到实时
UDP速度快
UDP数据传输不够稳定

定时器

重传计时器：Retransmission Timer
坚持计时器：Persistent Timer
保活计时器：Keeplive Timer
时间等待计时器：Time_Wait Timer