socket编程描述tcp的三次握手

TCP（传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。在两个网络实体之间建立TCP连接之前，必须进行三次握手过程。以下是使用socket编程来描述TCP三次握手的过程：

1. 客户端发送SYN包：

   • 客户端首先选择一个初始序列号（ISN，Initial Sequence Number），并将其放入SYN包中，发送给服务器。
   • 客户端进入SYN_SENT状态。

2. 服务器发送SYN+ACK包：

   • 服务器接收到SYN包后，如果同意建立连接，则选择自己的初始序列号，并将客户端的序列号加1，同时设置ACK标志位。
   • 服务器将SYN和ACK标志位都设置为1，并将这个SYN+ACK包发送回客户端。
   • 服务器进入SYN_RCVD状态。

3. 客户端发送ACK包：

   • 客户端接收到SYN+ACK包后，检查ACK是否正确，然后将服务器的序列号加1，并将ACK标志位设置为1，发送ACK包。
   • 客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，此时TCP连接已经建立。

在C++中，使用socket编程实现TCP三次握手的过程涉及到网络编程，需要包含头文件 <sys/socket.h>、<netinet/in.h>、<unistd.h> 和 <arpa/inet.h>。以下是C++中实现TCP三次握手的：

服务器端代码：

#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {
    int server_fd, new_socket, valread;
    struct sockaddr_in address;
    int opt = 1;
    int addrlen = sizeof(address);

    // 创建socket文件描述符
    if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    
    // 绑定socket地址
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(8080);

    // 强制绑定socket到8080端口
    if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address))<0) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 监听socket
    if (listen(server_fd, 3) < 0) {
        perror("listen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 接受客户端连接
    if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen))<0) {
        perror("accept");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 读取客户端发送的数据
    char buffer[1024] = {0};
    valread = read(new_socket, buffer, 1024);
    std::cout << "Message from client: " << buffer << std::endl;

    // 关闭连接
    close(new_socket);
    close(server_fd);
    return 0;
}

客户端代码：

#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>

int main() {
    struct sockaddr_in serv_addr;
    int sock = 0;

    if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        std::cout << "\n Socket creation error \n";
        return -1;
    }
  
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(8080);
      
    // 将地址从字符串转换为AF_INET类型
    if(inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr)<=0) {
        std::cout << "\nInvalid address/ Address not supported \n";
        return -1;
    }
  
    // 连接到服务器
    if (connect(sock, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
        std::cout << "\nConnection Failed \n";
        return -1;
    }

    // 发送数据
    std::string hello = "Hello from client";
    send(sock, hello.c_str(), hello.length(), 0);
    std::cout << "Hello message sent\n";

    // 关闭socket
    close(sock);
    return 0;
}

1. 服务器端：

   • 创建一个socket。
   • 绑定socket到一个地址和端口。
   • 监听端口上的连接。
   • 接受客户端的连接请求。
   • 读取客户端发送的数据。
   • 关闭连接。

2. 客户端：

   • 创建一个socket。
   • 指定服务器的地址和端口。
   • 连接到服务器。
   • 发送数据到服务器。
   • 关闭socket。