第四章 基于TCP的服务器端/客户端（1）

4.1 理解TCP和UDP

因为TCP套接字是面向连接的，因此又称基于流（stream）的套接字。

TCP/IP协议栈如下：

可以看出在协议栈中，数据收发分为了4个层次化过程，将协议分为多个层次，不仅设计容易，并且可以通过标准化操作设计开放式系统。自底向上查看TCP/IP协议栈，最底层的链路层是物理链接领域标准化的结果；IP层解决在网络中传输数据的路径选择问题，IP本身是面向消息的不可靠的协议，每次传输时会选择路径，但并不一致，如果发生数据丢失或错误则无法解决，IP层无法应对数据错误；TCP/UDP层又称传输层，它们在IP的基础上完成数据传输，TCP通过自身的确认机制和重传机制能够保证在不可靠IP层上的可靠数据传输；套接字就位于应用层，程序员只需要编写应用层协议的程序，网络编程的大部分就是设计并实现应用层协议。

4.2 实现基于TCP的服务器端/客户端

TCP服务器端的函数调用顺序如下：

socket和bind函数已讨论过，服务器端调用listen函数进入等待请求状态，只有调用了listen，客户端才能进入可发出连接请求的状态，此时服务器端的套接字就像一个门卫一样，将发出连接请求的客户端都放入等待队列。

在等待请求后就应该受理请求，这时需要套接字来实现数据交换，但服务器端的套接字正在做门卫（一直监控有没有发出连接请求的客户端），因此需要一个额外的套接字来和客户端通信，accept函数自动创建套接字并连接到客户端。

TCP客户端的调用函数只有connect函数不相同，客户端在调用此函数后，只有服务端接受连接请求或连接请求中断才会返回。接受连接并不意味着服务端accept此客户端，而是进入了等待队列。同时，客户端的IP和端口在connect时自动分配，无需调用bind函数。

两者的函数调用关系如下

客户端只有在服务端调用listen后才能connect，但服务端此时可能已经调用accept进入blocking状态，直到客户端调用connect。

4.3 实现迭代服务器端/客户端

设置好等待队列后，应将所有请求都受理，最简单的就是循环调用accept函数，调用了close后就结束了和某个客户端的连接。