TCP如何保证可靠传输
1、确认应答机制-----发送的每条数据都需要确认回复一下
2、超时重传机制-----发送方等待一段时间后还没有收到回复，就认为传输失败了，将数据重传。这个超时时间是递增的，次数有限，超过重传次数就认为网络断开了。
3、序号/确认序号------保证数据有序传输
tcp因为要保证可靠传输，因此性能有很大的消耗，为了提高tcp传输性能，有需要有其他的一些机制：
滑动窗口机制、流量控制
1、滑动窗口机制：一次发送多条数据，集中等待（快速重传）：如果发送方没有接收到第一条的ACK，但是收到了第二条数据的ACK，那么他认为第一条也发送成功了，不需要重传，假如第一条数据丢了，那么接受方会连续发送3次ACK说要的是第一条数据，但是并不会发送第二条已经收到的ACK,发送方接收到重传请求就会进行数据重传。一次发送的数据有多少取决于协议中的窗口大小字段----窗口大小在进行数据传输前会进行双方协商。
窗口大小实际也决定了TCP的传输吞吐量。
流量控制：通过不断设定窗口大小来告诉对方我能一次接收多少数据，最终达到流量控制的效果，避免因为发送太快，而处理太慢，导致接收方缓冲区塞满引起的大量的数据宝重传。
一开始的时候，因为窗口比较大，发送方一次发送的数据比较多，但是网络状况不好，就有可能会大量丢包，丢包就需要重传，造成性能下降。
2、拥塞控制
双方进行窗口大小协商之后，发送方还有一个东西叫拥塞窗口，并且拥塞窗口大小一开始的时候非常小，而实际发送大小取小的那一个，也就意味着拥塞窗口控制了tcp传输的一个慢启动，快速增长，一旦丢包，回到很低的窗口位置，再次轮回。
1. 停止等待协议：一请求一应答（网络不好）
2. 回退n步协议：丢了某条，该条之后的数据都重传
3. 选择重传协议：丢了那条传那条
3、延时应答机制：
对处理速度比较自信，对接收到的数据能够快速处理，只要稍微延时一下进行ACK应答，那么能够设置的窗口大小就会尽可能的大，一直保证一个tcp的最大吞吐量，加入是立即应答，那么有可能回复的这个窗口大小就会比较小。
4、捎带应答机制：
将确认应答直接标记在即将发送的数据包内，那么这样不仅传输了数据还对上一次接受的数据进行应答（少传输一个应答包）
为什么TCP需要“三次握手”、“四次挥手”?
1、连接过程最新的一次连接都不可靠,因为最新的这次连接可能丢包、损坏等。
2、如果是两次握手，服务器在接收到连接请求后，需要建立数据结构来维护连接请求，如果服务器的ACK丢失的状况大量出现，那么会出现SYN攻击服务器
3、三次握手保护服务器，第三次ACK丢失，客户端认为连接成功，服务器处于半连接状态，服务器认为连接没有成功，只有客户端会建立数据结构维护链接，如此服务器可以达到高效、安全。客户端给服务器发送数据，服务器的数据结构没有建立好，RST复位报文重新建立连接。
1、挥手是双向的，不仅要拆除客户端的对于服务器的连接，还要拆除服务器对于客户端的连接。
2、客户端发送FIN包给服务器，服务器知道了客户端要把连接断开了，服务器把自己的连接状态改为半连接状态，继续接受客户端的数据，但不再发送数据给客户端，并且给客户端发送ACK确认包，客户端收到ACK之后，客户端到服务端的连接就拆除了。由于网络中可能还存在双方之前发送的数据，因此，服务器在保证数据传输完毕了，给客户端发送FIN包拆除服务器给客户端建立的连接。
3、客户端收到服务端的FIN包之后，拆除客户端对服务端建立的连接，此时双向连接均已拆除，可是服务器并不知道自己的FIN包是否被客户端接收，客户端的ACK也有可能丢失，因此，进入TIME_WAIT状态。
SYN攻击利用的是TCP的三次握手机制，攻击端利用伪造的IP地址向被攻击端发出请求（SYN），而被攻击端发出的响应报文（ACK+SYN）将永远发送不到目的地，那么被攻击端在等待关闭这个连接的过程中（半连接挂起等待状态，接收不到攻击端的ACK，就重发ACK+SYN，直到超过时间SYN timeout，才会丢弃连接，释放资源）消耗了资源，如果有成千上万的这种连接，主机资源将被耗尽，从而达到攻击的目的。
为什么会有TIME_WAIT？
1、主动关闭方在最后一次发送ACK之后，有可能这个ACK会丢掉，被动方等待一段时间之后，没有接收到ACK会认为FIN请求没有发送成功，然后重新发送一个FIN到主动方，如果主动方发送ACK之后直接关闭，释放资源，那么被动方会维持这个无效链接很长时间，浪费被动断开方资源。如果主动方又重新建立socket，会对新的socket造成影响。
2、因此我们让主动方等待2个MSL时间，确保ACK已经发送到对方，或者就算有FIN请求，那在2个MSL时间后也已经被丢弃，不会再传递到主动方。
3、TIME_WAIT状态，等待时间是为了保护主动关闭方
4、有TIME_WAIT，就可以保证最后一个报文在某种程度达到基本可靠，“TIME_WAIT期间没有消息就是好消息”
5、有TIME_WAIT，把通信信道双方以前的合法数据尽量消散。
TCP服务端
创建套接字——>绑定地址——>监听——>accept——>recv——>send——>close。
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
#include<sys/socket.h>
#include<arpa/inet.h>
int main()
{
int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sockfd<0){
perror("socket error");
return -1;
}
struct sockaddr_in ser;
ser.sin_family=AF_INET;
ser.sin_port=htons(atoi("9000"));
ser.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.117.130");
socklen_t len=sizeof(struct sockaddr_in);
if(bind(sockfd,(struct sockaddr*)&ser,len)<0)
{
perror("bind error");
close(sockfd);
return -1;
}
if(listen(sockfd,5)<0)
{
perror("listen error");
close(sockfd);
return -1;
}
while(1)
{
int n_sockfd;
struct sockaddr_in cli;
n_sockfd=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&cli,&len);
if(n_sockfd<0){
perror("accept error");
continue;
}
while(1){
char buff[1024]={0};
int ret=recv(n_sockfd,buff,1023,0);
if(ret<0){
perror("recv error");
continue;
}
printf("client %s[%d]say:%s",inet_ntoa(cli.sin_addr),ntohs(cli.sin_port),buff);
memset(buff,0x00,1024);
scanf("%s",buff);
send(n_sockfd,buff,sizeof(buff),0);
}
close(n_sockfd);
}
}
TCP客户端
不推荐手动绑定地址
创建套接字——>connect——>send——>recv——>close。
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
#include<sys/socket.h>
#include<arpa/inet.h>
int main()
{
int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sockfd<0){
perror("socket error");
return -1;
}
struct sockaddr_in ser;
ser.sin_family=AF_INET;
ser.sin_port=htons(atoi("9000"));
ser.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.117.130");
socklen_t len=sizeof(struct sockaddr_in);
if(connect(sockfd,(struct sockaddr*)&ser,len)<0)
{
perror("connect error");
return -1;
}
while(1)
{
char buff[1024]={0};
scanf("%s",buff);
send(sockfd,buff,sizeof(buff),0);
memset(buff,0x00,1024);
int ret=recv(sockfd,buff,1023,0);
if(ret<0){
perror("recv error");
continue;
}
printf("client %s[%d]say:%s",inet_ntoa(ser.sin_addr),ntohs(ser.sin_port),buff);
}
close(sockfd);
}
