基本概念
索引：
1.TCP连接的三路握手
简要说明：
- 服务器必须准备好接受外来的连接，这通过调用socket、bind和listen函数完成，称为被动打开(passive open)；
- 客户通过调用connect进行主动打开(active open)，这引起客户TCP发送一个SYN分节(表示同步)，它告诉服务器客户将在(待建立)连接中发送的数据的初始序列号。一般情况下SYN分节不携带数据，它只含有一个IP头部、一个TCP头部以及可能有的TCP选项；
- 服务器必须确认客户的SYN，同时自己也得发送一个SYNV分节，它含有服务器将在同一连接中发送数据的初始序列号。服务器以单个分节向客户发送SYN和对客户SYN的ACK；
- 客户必须确认服务器的SYN。
2.TCP关闭的四个分节
简要说明：
- 一端的应用程序首先调用close，称这端执行主动关闭(active close)。这端的TCP于是发送一个FIN分节，表示数据发送完毕；
- 接收到FIN的另一端执行被动关闭(passive close)。这个FIN由TCP确认，它的接收也作为文件结束符传递给接收方应用程序(放在已排队等候应用程序接收的任何其他数据之后)，因为FIN的接收意味着应用程序在相应连接上再也接收不到额外数据；
- 一段时间后，接收到FIN文件结束符的应用程序将调用close关闭它的套接口，这导致它的TCP也发送一个FIN；
- 接收到这个FIN的原发送方TCP(即执行主动关闭的那一端)对它进行确认。
3.TCP连接的11种状态极其相互转换
简要说明：
(1).起始状态(CLOSED)
服务器被动打开，进入LISTEN状态；
客户主动打开，发送SIN分节，进入SYN_SENT状态；
(2).被动打开状态(LISTEN)
接收到SYN分节，发送ACK，发送SYN后，进入SYN_RCVD状态；
(3).主动打开状态(SYN_SENT)
应用close或超时，则返回CLOSED状态；
接收到SYN，发送ACK，发送SYN(同时打开)，进入SYN_RCVD状态；
接收到SYN，ACK，发送ACK后，进入ESTABLISHED状态；
(4).SYN_RCVD状态
接收到ACK，则进入ESTABLISHED状态；
接收到RST，则返回到LISTEN状态；
(5).数据传输状态(ESTABLISHED)
接收到FIN，发送ACK，进入CLOSE_WAIT状态；
应用close，发送FIN，进入FIN_WAIT_1状态；
(6).CLOSE_WAIT状态
应用close，或发送FIN，进入LAST_ACK状态；
(7).LAST_ACK状态
接收到ACK，则返回到起始状态(CLOSED)；
(8).FIN_WAIT_1状态
接收到FIN，发送ACK，进入同时关闭状态(CLOSING)；
接收到ACK，进入FIN_WAIT_2状态；
接收到FIN，ACK，发送ACK，进入TIME_WAIT状态；
(9).同时关闭状态(CLOSING)
接收到ACK，进入TIME_WAIT状态；
(10).FIN_WAIT_2状态
接收FIN，发送ACK，进入TIME_WAIT状态；
(11).TIME_WAIT状态
经过2MSL超时，返回初始状态(CLOSED)；
4.IPv4套接口地址结构
struct in_addr {
in_addr_t s_addr;
/* 32-bit IPv4 address，network byte ordered*/
};
struct sockaddr_in {
uint8_t sin_len;
/* length of structure(16) */
sa_family_t sin_family;
/* AF_INET */
in_port_t sin_port;
/* 16-bit TCP or UDP port number，network byte ordered */
struct in_addr sin_addr;
/* 32-bit IPv4 address，network byte ordered */
char sin_zero[8];
/* unused */
};
注意事项：
- 我们一般只使用三个成员：sin_family、sin_addr和sin_port；
- IPv4地址和端口号在结构中总是以网络字节序存储；
- 一般在使用前，将整个结构初始化为0。
5.通用套接口地址结构
struct sockaddr {
uint8_t sa_len;
sa_family_t sa_family;
/* address family:AF_xxx */
char sa_data[14];
/* protocol-spacial address */
};
6.IPv6套接口地址结构
struct in6_addr {
uint8_t s6_addr[16];
/* 128-bit IPv6 address，network byte ordered */
};
#define SIN6_LEN /* required for compile-time tests */
struct sockaddr_in6 {
uint8_t sin6_len;
/* length for this struct(24) */
sa_family_t sin6_family;
/* AF_INET6 */
in_port_t sin6_port;
/* transport layer port，network byte ordered */
uint32_t sin6_flowinfo;
/* priority and flow label */
struct in6_addr sin6_addr;
/* IPv6 address，network byte ordered */
};
注意事项：
- 如果系统支持套接口地址结构中的长度成员，则SIN6_LEN常值必须定义；
- IPv6地址族是AF_INET6，而IPv4地址族是AF_INET；
- 结构中的成员是有序排列的。
7.其他数据类型
| 名称 | 说明 |
|---|---|
| int8_t | 带符号的8位整数 |
| uint8_t | 无符号的8位整数 |
| int16_t | 带符号的16位整数 |
| uint16_t | 无符号的16位整数 |
| int32_t | 带符号的32位整数 |
| uint32_t | 无符号的32位整数 |
| sa_family_t | 套接口地址结构的地址族 |
| socklen_t | 套接口地址结构的长度，一般为uint32_t |
| in_addr_t | IPv4地址，一般为uint32_t |
| in_port_t | TCP或UDP端口，一般为uint16_t |