你不知道的TCP协议:四次握手!

简介: 你不知道的TCP协议:四次握手!

前言:我们都知道建立一个tcp连接需要进行三次握手,甚至被问到为什么不是四次握手、两次握手

本文将要介绍tcp协议中的四次握手

正文:

当一个客户端向服务端发起tcp连接请求时,先发送一个SYN包,这个请求是单向的,当服务端接收到该SYN包并进行ACK回复时,三次握手正式开始

那么,两端同时向对方发起连接请求会发生什么呢?图例请参照"tcp\ip协议详解 卷一 p427"

答案是,两端同时向对方发送SYN包,收到对方的SYN包后各自又向对方发送一个SYN+ACK包,一共四次交互

详细介绍以及图例请参照"tcp\ip协议详解 卷一 p427"

代码实现:

#include <stdio.h>
#include <netinet/tcp.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <error.h>
#include <fcntl.h>
#include <arpa/inet.h>
#define IP_SIZE   20
#define BUFFER_SIZE 1024
int connect_2(int sockfd, char *ip, int port) {
    struct sockaddr_in addr;
    memset(&addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(port);
    addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
    if (connect(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(struct sockaddr_in)) < 0) {
        return -4;
    }
    return sockfd;
}
int main(int argc, char **argv) {
    if(argc < 3) {
        printf("please enter ip and port correctly\n");
        return -1;
    }
    char *ip = argv[1];
  int port  = atoi(argv[2]);
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    struct sockaddr_in addr;
    memset(&addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(port);
    addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    int ret = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(struct sockaddr_in));
    if (ret == -1) {
        perror("bind");
        return -2;
    }
    printf("bind success\n");
    while(1){
        ret = connect_2(sockfd, ip, port);
        if (ret < 0) {
            usleep(1);
            continue;
        }
        break;
    }
    printf("connection established\n\n");
    char recv_buffer[BUFFER_SIZE] = {0};
    char send_buffer[BUFFER_SIZE] = {0};
    // recv + send  loop
    while (1) {
        printf("enter messages to send:\n");
        fgets(send_buffer, BUFFER_SIZE, stdin);
        ret = send(sockfd, send_buffer, strlen(send_buffer), 0);
        if (ret < 0) {
            perror("send");
        } else {
            printf("%d bytes were sent\n\n", ret);
        }
        memset(send_buffer, 0, sizeof(send_buffer));
        ret = recv(sockfd, recv_buffer, BUFFER_SIZE, 0);
        if (ret < 0) {
            perror("recv");
            break;
        }
        else if (ret == 0) {
            perror("disconnect");
            break;
        }
        else {
            printf("recv %d bytes : %s\n", ret, recv_buffer);
            memset(recv_buffer, 0, sizeof(recv_buffer));
        }
    }
    close(sockfd);
    return 0;
}

这份代码创建了一个套接字sockfd,并绑定到指定的端口port,调用connect向另一个socket发起连接

为了实现四次握手,需要在两台电脑或虚拟机上分别运行这份代码,没错,是同一份代码,假如两台机器ip分别是192.168.62.128和192.168.62.131

输入的参数分别是192.168.62.131 8000 和 192.168.62.128 8000 ,你也许发现了两个参数的端口是一样的,没错,为了方便,代码中的端口既用作本端的端口也用于连接时对方的端口

由于两端都使用while循环请求连接,很快就会出现同时发起连接请求的情况,也只有在这种情况下双方才能连接成功,因为两端的代码都没有对本端套接字进行listen监听,不可能实现正常的三次握手 ,也就是说,只要连接成功,就意味着四次握手完成了!

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