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TCP协议的send和recv函数与过程

TCP协议的send和recv函数与过程

每个TCP socket在内核中都有一个发送缓冲区和一个接收缓冲区,TCP的全双工的工作模式以及TCP的流量(拥塞)控制便是依赖于这两个独立的buffer以及buffer的填充状态。接收缓冲区把数据缓存入内核,应用进程一直没有调用recv()进行读取的话,此数据会一直缓存在相应socket的接收缓冲区内。再啰嗦一点,不管进程是否调用recv()读取socket,对端发来的数据都会经由内核接收并且缓存到socket的内核接收缓冲区之中。recv()所做的工作,就是把内核缓冲区中的数据拷贝到应用层用户的buffer里面,并返回,仅此而已。进程调用send()发送的数据的时候,最简单情况(也是一般情况),将数据拷贝进入socket的内核发送缓冲区之中,然后send便会在上层返回。换句话说,send()返回之时,数据不一定会发送到对端去(和write写文件有点类似),send()仅仅是把应用层buffer的数据拷贝进socket的内核发送buffer中,发送是TCP的事情,和send其实没有太大关系。接收缓冲区被TCP用来缓存网络上来的数据,一直保存到应用进程读走为止。对于TCP,如果应用进程一直没有读取,接收缓冲区满了之后,发生的动作是:收端通知发端,接收窗口关闭(win=0)。这个便是滑动窗口的实现。保证TCP套接口接收缓冲区不会溢出,从而保证了TCP是可靠传输。因为对方不允许发出超过所通告窗口大小的数据。
     这就是TCP的流量控制,如果对方无视窗口大小而发出了超过窗口大小的数据,则接收方TCP将丢弃它。

send()发送结论
send()只是负责拷贝,拷贝完立即返回,不会等待发送和发送之后的ACK。如果socket出现问题,RST包被反馈回来。在RST包返回之时,如果send()还没有把数据全部放入内核或者发送出去,那么send()返回-1,errno被置错误值;如果RST包返回之时,send()已经返回,那么RST导致的错误会在下一次send()或者recv()调用的时候被立即返回。
完全说明send()只要完成拷贝就成功返回,如果发送数据的过程中出现各种错误,下一次send()或者recv()调用的时候被立即返回。

概念上容易疑惑的地方
1. TCP协议本身是为了保证可靠传输,并不等于应用程序用tcp发送数据就一定是可靠的,必须要容错;
2. send()和recv()没有固定的对应关系,不定数目的send()可以触发不定数目的recv(),这话不专业,但是还是必须说一下,初学者容易疑惑;
3. 关键点,send()只负责拷贝,拷贝到内核就返回,很多文章中说send()在成功发送数据后返回,成功发送是说发出去的东西被ACK确认过。send()只拷贝,不会等ACK;
4. 此次send()调用所触发的程序错误,可能会在本次返回,也可能在下次调用网络IO函数的时候被返回。

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