多进程并发

多进程并发

一、三次握手 四次挥手

TCP服务器进程先创建传输控制块TCB，时刻准备接受客户进程的连接请求，此时服务器就进入了LISTEN（监听）状态；TCP客户进程也是先创建传输控制块TCB，然后向服务器发出连接请求报文，这是报文首部中的同部位SYN=1，同时选择一个初始*** seq=x ，此时，TCP客户端进程进入了 SYN-SENT（同步已发送状态）状态。TCP规定，SYN报文段（SYN=1的报文段）不能携带数据，但需要消耗掉一个序号。
TCP服务器收到请求报文后，如果同意连接，则发出确认报文。确认报文中应该 ACK=1，SYN=1，确认号是ack=x+1，同时也要为自己初始化一个*** seq=y，此时，TCP服务器进程进入了SYN-RCVD（同步收到）状态。这个报文也不能携带数据，但是同样要消耗一个序号。
TCP客户进程收到确认后，还要向服务器给出确认。确认报文的ACK=1，ack=y+1，自己的***seq=x+1，此时，TCP连接建立，客户端进入ESTABLISHED（已建立连接）状态。TCP规定，ACK报文段可以携带数据，但是如果不携带数据则不消耗序号。当服务器收到客户端的确认后也进入ESTABLISHED状态，此后双方就可以开始通信了。

客户端进程发出连接释放报文，并且停止发送数据。释放数据报文首部，FIN=1，其***为seq=u（等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1），此时，客户端进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态。 TCP规定，FIN报文段即使不携带数据，也要消耗一个序号。
服务器收到连接释放报文，发出确认报文，ACK=1，ack=u+1，并且带上自己的***seq=v，此时，服务端就进入了CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。TCP服务器通知高层的应用进程，客户端向服务器的方向就释放了，这时候处于半关闭状态，即客户端已经没有数据要发送了，但是服务器若发送数据，客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间，也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。
客户端收到服务器的确认请求后，此时，客户端就进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待服务器发送连接释放报文（在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据）。
服务器将最后的数据发送完毕后，就向客户端发送连接释放报文，FIN=1，ack=u+1，由于在半关闭状态，服务器很可能又发送了一些数据，假定此时的***为seq=w，此时，服务器就进入了LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。
客户端收到服务器的连接释放报文后，必须发出确认，ACK=1，ack=w+1，而自己的***是seq=u+1，此时，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态。注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2∗*∗MSL（最长报文段寿命）的时间后，当客户端撤销相应的TCB后，才进入CLOSED状态。
服务器只要收到了客户端发出的确认，立即进入CLOSED状态。同样，撤销TCB后，就结束了这次的TCP连接。
1.我理解的握手要三次，挥手要四次的原因：区别发生在连接的第二次，握手时服务端收到客户端的请求后，可以将应答信息和连接请求信息在第二次握手时同时反馈给客户端；而挥手时服务器端在收到客户端的FIN后，要将应答信息和关闭请求信息分俩次发送给客户端，即先将服务器端所有的报文都发送完了，才能发送服务器端的关闭请求信息。
2.可以看到，服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。客户端等待2MSL一方面是为了确保客户端发送的最后一个报文可以到达服务器，防止丢失；另一方面是可以使本次连接持续的时间内所产生的报文段都消失，以防止“已经失效的连接请求报文段”再次发送。
二、TCP状态转换图

图中可以清楚的看到，紫色部分为主动发起-关闭连接；红色部分为被动发起-关闭连接，也可以以中间ESTABLISHED状态喂中心，以上为三次握手，以下为四次挥手。
CLOSED：表示初始状态
LISTEN：表示监听状态
SYN_SENT：第一次握手，主动方发起链接
SYN_RCVD：服务器端收到请求，回应SYN+ACK给客户端；当两端同时发送请求时，由SYN_SENT转换位SYN_RCVD
ESTABLISHED：连接建立
FIN_WAIT_1:主动关闭连接，发送FIN后变成此状态
FIN_WAIT_2:收到对方回复ACK后，进入此状态
TIME_WAIT：收到了对方的FIN并发送了ACK，在等待2MSL即可关闭
CLOSING：双方几乎同一时刻发起关闭连接；即一方发送FIN后等来的不是堆放的ACK而是对方的FIN
CLOSE_WAIT:关闭等待状态，即收到对方的FIN并发送ACK之后，等待自己发送FIN之前。
LAST_ASK:被动关闭方发送FIN后等待对方的ACK。
三、多进程并发服务器
代码打包了，在单个进程的基础上通过fork子进程达到一对多，客户端和服务端之间通过打开和关闭套接字来确保多进程之间的一一对应关系。
实验结果如下：打开服务器端后，可以IP号和端口号连接上服务器，同时打开三个客户端去连接，均可以把键入的小写转换为大写。