Go 语言自我提升 (三次握手 - 四次挥手 - TCP状态图 - udp - 网络文件传输)

三次握手：

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1. 主动发起连接请求端（客户端），发送 SYN 标志位，携带数据包、包号

2. 被动接收连接请求端（服务器），接收 SYN，回复 ACK，携带应答序列号。同时，发送SYN标志位，携带数据包、包号

3. 主动发起连接请求端（客户端），接收SYN 标志位，回复 ACK。

被动端（服务器）接收 ACK —— 标志着 三次握手建立完成（ Accept()/Dial() 返回 ）

四次挥手：

1. 主动请求断开连接端（客户端）， 发送 FIN标志，携带数据包

2. 被动接受断开连接端（服务器）， 发送 ACK标志，携带应答序列号。 —— 半关闭完成。

3. 被动接受断开连接端（服务器）， 发送 FIN标志，携带数据包

4. 主动请求断开连接端（客户端）， 发送 最后一个 ACK标志，携带应答序列号。—— 发送完成，客户端不会直接退出，等 2MSL时长。

等 2MSL待目的：确保服务器 收到最后一个ACK

滑动窗口：

通知对端本地存储数据的 缓冲区容量。—— write 函数在对端 缓冲区满时，有可能阻塞。

TCP状态转换：

1. 主动发起连接请求端：

CLOSED —— 发送SYN —— SYN_SENT(了解) —— 接收ACK、SYN，回发 ACK —— ESTABLISHED (数据通信)

2. 主动关闭连接请求端：

ESTABLISHED —— 发送FIN —— FIN_WAIT_1 —— 接收ACK —— FIN_WAIT_2 (半关闭、主动端)

—— 接收FIN、回复ACK —— TIME_WAIT (主动端) —— 等 2MSL 时长 —— CLOSED

3. 被动建立连接请求端：

CLOSED —— LISTEN —— 接收SYN、发送ACK、SYN —— SYN_RCVD —— 接收 ACK —— ESTABLISHED (数据通信)

4. 被动断开连接请求端：

ESTABLISHED —— 接收 FIN、发送 ACK —— CLOSE_WAIT —— 发送 FIN —— LAST_ACK —— 接收ACK —— CLOSED

windows下查看TCP状态转换：

netstat -an | findstr  端口号

Linux下查看TCP状态转换：

netstat -an | grep  端口号

TCP和UDP对比: 

TCP: 面向连接的可靠的数据包传递。 针对不稳定的 网络层，完全弥补。ACK

UDP：无连接不可靠的报文传输。 针对不稳定的 网络层，完全不弥补。还原网络真实状态。

优点                                                             缺点

TCP： 可靠、顺序、稳定                                      系统资源消耗大，程序实现繁复、速度慢

UDP：系统资源消耗小，程序实现简单、速度快                          不可靠、无序、不稳定

使用场景：

TCP：大文件、可靠数据传输。 对数据的 稳定性、准确性、一致性要求较高的场合。

UDP：应用于对数据时效性要求较高的场合。 网络直播、电话会议、视频直播、网络游戏。

UDP-CS-Server实现流程：

1.  创建 udp地址结构 ResolveUDPAddr(“协议”， “IP：port”) —— udpAddr 本质 struct{IP、port}

2.  创建用于 数据通信的 socket ListenUDP(“协议”, udpAddr ) —— udpConn (socket)

3.  从客户端读取数据，获取对端的地址 udpConn.ReadFromUDP() —— 返回：n，clientAddr， err

4.  发送数据包给 客户端 udpConn.WriteToUDP("数据"， clientAddr)

UDP-CS-Client实现流程：

1.  创建用于通信的 socket。 net.Dial("udp", "服务器IP：port") —— udpConn (socket)

2.  以后流程参见 TCP客户端实现源码。

UDPserver默认就支持并发！

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命令行参数： 在main函数启动时，向整个程序传参。 【重点】

语法： go run xxx.go   argv1 argv2  argv3  argv4 。。。

xxx.exe:  第 0 个参数。

argv1 ：第 1 个参数。

argv2 ：第 2 个参数。

argv3 ：第 3 个参数。

argv4 ：第 4 个参数。

使用： list := os.Args  提取所有命令行参数。

获取文件属性函数：

os.stat(文件访问绝对路径) —— fileInfo 接口

fileInfo 包含 两个接口。

Name() 获取文件名。 不带访问路径

Size() 获取文件大小。

网络文件传输 —— 发送端（客户端）

1.  获取命令行参数，得到文件名（带路径）filePath list := os.Args

2.  使用 os.stat() 获取 文件名（不带路径）fileName

3.  创建 用于数据传输的 socket  net.Dial("tcp"， “服务器IP+port”) —— conn

4.  发送文件名(不带路径)  给接收端， conn.write()

5.  读取 接收端回发“ok”，判断无误。封装函数 sendFile(filePath, conn) 发送文件内容

6.  实现 sendFile(filePath,  conn)

1) 只读打开文件 os.Open(filePath)

for {

2) 从文件中读数据  f.Read(buf)

3) 将读到的数据写到socket中  conn.write(buf[:n])

4）判断读取文件的 结尾。 io.EOF. 跳出循环

}

网络文件传输 —— 接收端（服务器）

1. 创建用于监听的 socket net.Listen() —— listener

2. 借助listener 创建用于 通信的 socket listener.Accpet()  —— conn

3. 读取 conn.read() 发送端的 文件名， 保存至本地。

4. 回发 “ok”应答 发送端。

5. 封装函数，接收文件内容 recvFile(文件路径)

1) f = os.Create(带有路径的文件名)

for {

2）从 socket中读取发送端发送的 文件内容 。 conn.read(buf)

3)  将读到的数据 保存至本地文件 f.Write(buf[:n])

4)  判断 读取conn 结束， 代表文件传输完成。 n == 0  break

}

ip报文格式,并对每个字节进行说明

IP报文格式如下图，IP报头前5块为必选，因此，IP包最少20字节：

以下为属性解说供参考：

Version（版本）：标识了数据包的IP版本号，一共4位，0100表示IPV4，0110表示IPV6；

IHL（报头长度）：表示32位字长的报头长度，一共4位；

TOS（服务类型）：用来指定特殊的数据包处理方式。一共8位；

Total Length（总长度）：接收者用IP数据包总程度减去IP报头长度，就可以确定数据包数据有效载荷的大小；

Identification（标识符）：通常与标记字段和分片字段一起用于数据包的分段，长度为16位；

Flags（标记字段）：用于IP数据包分段标记使用，长度为3位；

Fragment Offset（分段偏移）：用于指明分段起始点相对于报头起始点的偏移量，可以使接受者按照正确的顺序重组数据包，长度为13位；

Time to Live（生存时间）：用于防止数据包在网络上无休止地被传输，长度8位；

Protocol（协议）：指定了数据包中信息的类型，长度8位；

Header Checksum(报头校验和)：针对IP报头的纠错字段；

Source Address（源地址）：表示发送者数据包源点的IP地址，长度为32位；

Destination Address（目标地址）：表示发送者目标的IP地址，长度为32位；

Options（可选项）：被添加在IP报头中，包括源点产生的信息和其它路由器加入的信息；可选字段，主要用于测试，长度可变；

Loose Source Routing(松散源路由选择)：可以指定数据包传递的路径；可以跨越中间多台路由器；

Strict Soutce Routing(严格源路由选择)：可以指定数据包传递的路径；不同于loose的是，数据包必须严格按照路由转发，如果下一跳不在路由表中，将会产生错误；

Record Route(记录路由)：记录数据包离开每台路由的出接口，区别于traceroute的是，record可以记录来 回的路径，而traceroute只可以记录但方向的；

Timestamp（时间戳）：记录数据包到达设备的时间；

Verbose（详细内容）：查看数据包传送的详细内容；一般用于查看延迟；

Padding（填充）：通过在可选字段后面添加0来补足32位，为了确保报头长度是32的倍数。

什么是报文?IP报文的结构

网络之间互连的协议也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中，它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则，规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。

什么是报文？

报文(message)是网络中交换与传输的数据单元，即站点一次性要发送的数据块。报文包含了将要发送的完整的数据信息，其长短很不一致，长度不限且可变。

一、IP数据报文结构如下：

各字段解释如下：

1，version：版本号，4bits，指IP协议的版本。

2，header length：首部长度，4bits，单位为4字节，故最大长度为4*(2^4-1)=60字节，首部固定部分长度为20字节，可变部分为0~40字节。

3，differentiated services：服务类型，8bits，组成如下：

过程字段：3位，设置了数据包的重要性，取值越大数据越重要，取值范围为：0(正常)~ 7(网络控制)

延迟字段：1位，取值：0(正常)、1(期特低的延迟)

流量字段：1位，取值：0(正常)、1(期特高的流量)

可靠性字段：1位，取值：0(正常)、1(期特高的可靠性)

成本字段：1位，取值：0(正常)、1(期特最小成本)

保留字段：1位 ，未使用

4，total length：总长度，16bits，首部加上数据的长度总和，单位为字节，故数据报最大长度为2^16-1=65525字节。另外总长度必须不超过最大传送单元MTU。

5，identification：标识，16bits，计数器，作为数据报标识。当数据报需要分片时，该标识用来表示同属一个数据报的分片。需要分片时结合以下flags、fragment offset一起使用。

6，flags：标志，3bits，记为D0-D1-D2，各自意义如下：

D0：1表示有后续分片，0表示该数据报为最后一片。

D1：1表示不分片，0表示分片。

D2：保留位，未使用。

7，fragment offset：片偏移，13bits，单位为8字节，表示分片后的某分片在原分组中的相对位置。

8，time to live：生存时间，8bits，表示数据报在网络中的寿命，单位为跳，经过一个路由表示一跳，该值减 一，到零则丢弃。

9，protocal：协议，8bits，指出使用该包裹的上层协议，如TCP=6，ICMP=1，UDP=17等。

10，header checksum：首部(不包括数据部分)检验和，16bits。这里不采用 CRC 检验码而采用简单的“反码算术求和”计算方法。

11，source address：源地址，32bits，即源IP地址。

12，destination address：目的地址，32bits，即目的IP地址。

13，options：可选字段，长度可变，1~40字节。用于增加IP数据报的控制功能。

14，另外还有个填充字段，上图中未显示，该字段用来保证首部的长度为4字节的整数倍。

15，Data：用户数据。

二、用抓包工具抓IP数据报，截图如下：

由图可知，该IP首部只有20个字节，各字段值分别为：

version(4)：4。

header length(4)：5 * 4 = 20 bytes。

differentiated services(8)：ox00。

total length(16)：ox0034，3*16 + 4 = 52 bytes，由上图可知，IP报文长度为66 -14 = 52，前面14字节为以太网帧中的部分数据，其实就是两个mac(6byte)地址再加一个2字节的type。

identification(16)：ox4c46，19526。

flags(3)：二进制010，可知该数据报不分片且为最后片。

fragment offset(13)：二进制0 0000 0000 0000。

time to live(8)：0x40，即64跳。

protocal(8)：0x06，即上层协议为TCP。

header checksum(16)：0xd7e8。

source address(32)：0xc0a80569，即192.168.5.105。

destination address(32)：ox774bd938，即119.75.217.56。

options(1~40)：无

以上就是IP报文的结构的详细介绍，希望大家看了本片文章以后可以对IP报文有多了解，谢谢阅读。

golang udp编程

用户数据报协议（User Datagram Protocol，缩写为UDP），又称用户数据报文协议，是一个简单的面向数据报(package-oriented)的传输层协议，正式规范为RFC 768。

UDP只提供数据的不可靠传递，它一旦把应用程序发给网络层的数据发送出去，就不保留数据备份（所以UDP有时候也被认为是不可靠的数据报协议）。

UDP在IP数据报的头部仅仅加入了复用和数据校验。

由于缺乏可靠性且属于非连接导向协议，UDP应用一般必须允许一定量的丢包、出错和复制粘贴。

1 在接收udp包时，如果接收包时给定的buffer太小的话，就要自己解决粘包问题。

2 udp包的发送和接收不保证一定成功，不保证按正确顺序抵达。

3 如果不允许丢包的情况出现的话，要有重发机制来保证，如：反馈机制确认。

服务端

客户端

什么是ip报文？

arp将一个IP地址解析为一个MAC地址，这和DNS类似。每个节点的ARP模块在他的RAM中都有一ARP表，这个表包含IP地址到MAC地址的映射。假设没有找到对应的MAC地址，发送节点构造一个ARP分组的特殊分组，他有几个字段，包括发送节点和接受节点的IP地址和MAC地址，ARP查询和响应分组具有相同的格式。ARP查询分组的目的是询问子网上的所有的其它节点，来判定对应于要解析的IP地址的MAC地址。

携带主机A的IP地址Ia——物理地址Pa，适配器应该用MAC广播地址（即FF-FF-FF-FF-FF-FF）发送这个分组。包含这个ARP查询的桢里的ARP分组向上传递给它的父节点，每个节点检查它的IP地址是否与ARP分组中的目的IP地址匹配。至多一个匹配的节点给查询节点发送回一个携带要求映射的响应ARP分组。然后进行查询的节点（222，222，222，220）可以更新它的ARP表并且发送它的IP数据包！

IP报文是什么东西啊

IP报文结构IP协议为网络层协议,网络层的数据结构体一般称为IP报文,IP报文头部通常为20字节IP报文结构版本号字段表示协议支持的IP版本号,占有4个比特,当前测量的所有报文均是IPv4

本文名称：GO语言ip协议报文,go语言tcp框架
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