1 - 协议栈概述

2 - TCP协议

TCP: 传输控制协议. 是一种面向连接的可靠的流协议.

2.1 - TCP握手过程

TCP第一个特性就是面向连接. 顾名思义, 两端在通信之前必须建立一条通信通道.

2.1.1 - 三次握手

SYN段: TCP协议中的标志位. 表示主机A发送的是要建立连接的请求.
1和2: 称为一个RTT(Round-Trip Time).

2.1.2 - 四次挥手

FIN: TCP协议中的标志位. 表示要断开TCP连接
一般情况下2和3会同时发送到主机A

2.2 - TCP如何可靠传输

2.2.1 - 序列号和确认应答

2.2.2 - 超时重传

2.2.3 - 连接管理

2.2.4 - 窗口控制

2.3 - TCP粘包断包

2.3.1 - 什么是粘包断包

接收方收到的数据包, 并不是发送方的完整数据. 不足一条完整数据包时叫做断包, 超过完整数据包长度的叫做粘包

2.3.2 - 产生原因

MTU/MSS
TCP拥塞算法
发送缓冲区

2.3.3 - 如何解决

TCP/IP协议本身无法理解上层数据语义, 那么上层应用在设计数据协议的时候, 就需要保证数据的有界. 一般有两种解决方案.

定长Header + 不定长Body
无意义分隔符

public boolean doDecode(IoSession iosession, IoBuffer iobuffer, ProtocolDecoderOutput out) throws Exception {
    boolean complete = false;
    IoBuffer buff = IoBuffer.allocate(320).setAutoExpand(true);
    while (iobuffer.hasRemaining()) {
        byte b = iobuffer.get();
        if (b == CIMConstant.MESSAGE_SEPARATE) {
            complete = true;
            break;
        }
        buff.put(b);
    }
    buff.flip();
    byte[] bytes = new byte[buff.limit()];
    buff.get(bytes);
    String message = new String(bytes, charset);
    if (!complete) {
        int position = iobuffer.position();
        int limit = iobuffer.limit();
        logger.warn("消息不够消费, {} => :: 当前位置 => {} :: 长度 => {} ", message, position, limit);
        iobuffer.flip();
        return false;
    }
    buff.clear();
    // message解析成高级对象
}

IoBuffer resultBuffer = null;
do {
    byte frameInfo = in.get();
    // 第一个byte抹掉高4位 取opcode
    byte opCode = (byte) (frameInfo & 0x0f);
    if (opCode == 8) {
        // opCode = 8 关闭连接
        session.closeNow();
        return resultBuffer;
    }
    // 第二个byte抹掉第1位 取有效数据长度 PlayLoad length
    // PlayLoad length < 126: 真实数据长度
    // PlayLoad length = 126: 紧跟着后2个字节代表数据长度
    // PlayLoad length = 127: 紧跟着后8个字节代表数据长度
    int frameLen = (in.get() & (byte) 0x7F);
    if (frameLen == 126) {
        frameLen = in.getShort();
    }
    // 缓冲区的数据不足
    if (frameLen + 4 > in.remaining()) {
        return null;
    }
    // PlayLoad length后面的是4byte的masking-key
    byte mask[] = new byte[4];
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        mask[i] = in.get();
    }
    byte[] unMaskedPayLoad = new byte[frameLen];
    for (int i = 0; i < frameLen; i++) {
        byte maskedByte = in.get();
        unMaskedPayLoad[i] = (byte) (maskedByte ^ mask[i % 4]);
    }
    if (resultBuffer == null) {
        resultBuffer = IoBuffer.wrap(unMaskedPayLoad);
        resultBuffer.position(resultBuffer.limit());
        resultBuffer.setAutoExpand(true);
    } else {
        resultBuffer.put(unMaskedPayLoad);
    }
}
while (in.hasRemaining());
resultBuffer.flip();

3 - TCP状态转换

如果服务端存在大量出于TIME_WAIT状态的连接, 可能会带来:

服务端进程关闭后, 可能会在一段时间内无法重启
大量TIME_WAIT堆积, 如果超出了服务器可分配的端口范围, 会导致无法创建新的连接

网络编程

TCP/IP协议栈