用电信号传输 TCP/IP 数据
全书基于一个简略场景：用户向浏览器输出一条 URL 到响应返回，一条网络申请的生命周期。
全书共分六合局部：
- 应用层客户端生成 HTTP，委托给操作系统的协定栈
- 协定栈（TCP/IP 模块）调用网卡驱动生成电信号
- 网卡如何通过路由器达到用于接入互联网的路由器
- 互联网外部接力传输
- 达到 web 服务器之后先通过防火墙的查看
- web 服务器是如何收取数据的
第二章次要介绍，操作系统中的协定栈和网卡是如何将应用程序的音讯发给服务器的：
- 创立套接字
- 连贯服务器
- 收发数据
- 从服务器断开连接并删除套接字
- IP 与以太网的包收发操作
- 用 UDP 收发数据的操作
如上图所示，本文介绍 1 至 4，对应 TCP 模块的整个生命周期。
次要看点如下：
- 协定栈的内部结构
- 套接字的实体是什么？有什么工具能间接察看到吗？
- “连贯”的过程中产生了什么？三次握手
- 收发数据时的具体工作流程。
- “断开”的过程中产生了什么？四次挥手
0. 概述
开始摸索之前作者先梳理了几个概念
0.1 协定栈的内部结构
所谓协定栈分成高低两局部，
- 接管应用程序委托收发数据的 TCP UDP 模块。
- 管制网络包发送的 IP 模块，IP 模块蕴含 ICMP 协定和 ARP 协定
- 网卡驱动负责管制网卡硬件，用于监听发送网线中的光电信号
浏览器，邮件等个别应用程序个别用 TCP
DNS 查问等收发较短的控制数据个别用 UDP0.2 套接字的实体
先用 netstat 直观的感受一下
套接字：协定栈中用于寄存 管制信息 的内存空间
管制信息：协定类型 ip 地址 端口号 状态 …
套接字中记录了通信单方的信息以及通信所处的状态，而协定栈是依据套接字中的管制信息来工作的1. 创立套接字
int socket(int af, int type, int protocol);
af：地址族，即 IP 地址类型，罕用的有 AF_INET 和 AF_INET6
AF_INET 代表 IPv4，例如 127.0.0.1
AF_INET6 代表 IPv6，例如 1030::C9B4:FF12:48AA:1A2B
type：数据传输方式 / 套接字类型，罕用的有 SOCK_STREAM，SOCK_STREAM
SOCK_STREAM 流格局套接字 / 面向连贯的套接字
SOCK_DGRAM 数据报套接字 / 无连贯的套接字
protocol：传输协定，罕用的有 IPPROTO_TCP 和 IPPTOTO_UDP
IPPROTO_TCP：TCP 传输协定
IPPTOTO_UDP：UDP 传输协定
返回值：描述符
详见 socket()函数详解，介绍了 linux windows 两种版本
创立套接字的工作流程
- 向内存管理器申请一块内存 –> malloc()
- 初始化管制信息（协定类型 ip 地址 端口）
- 返回描述符给应用程序，用于惟一标识套接字（管制信息），后续通信应用程序与协定栈交互会带上描述符。
2. 连贯服务器
连贯是什么
int connect(int sock, struct sockaddr *serv_addr, socklen_t addrlen);
sock 套接字文件描述符
serv_addr 地址族 ip port
addrlen serv_addr 大小以太网的网线始终处于连通状态，无需连贯。
连贯理论是通信单方替换管制信息。
连贯时做了什么：
- 应用程序将服务端 ip port 交给协定栈
- 协定栈发动开始通信的申请
- 交互管制信息
- 开拓收发数据的缓冲区
负责保留管制信息的头部
通信操作中的管制信息分两类：
- 客户端与服务器相互联系时替换的管制信息。即各类协定的头部，TCP、IP、MAC。头部用于记录和替换管制信息
- 保留于套接字中，用于控制协议栈操作的信息。从应用程序传递来的信息以及从通信对象接管到的信息。
对于套接字中的管制信息，不同协定栈有不同实现，只有通信时按规定生成协定头部即可。
TCP 头部信息：
管制信息：
通信操作中的管制信息分两类：1. 头部中记录的信息
2. 套接字（协定栈中的内存空间）中记录的信息可用 netstat 查看套接字
应用 wireshark（windows）或 tcpdump（linux）查看协定头
—– 未完待续
连贯操作的理论过程
TCP 的三次握手
以 TCP 举例连贯操作的理论过程，先来看一下三次握手。