今天使用wireshark來分析一下tcp的一些原理。首先我們建立一個tcp服務器。
const net = require('net');
net.createServer().listen(11111);
再建立一個tcp客戶端。
const net = require('net');
net.connect({port: 11111, host: '192.168.8.226'})
我們逐個情況分析。
1 不啓動服務器，啓動客戶端。
我們看看這種情況下tcp的表現。先看看總覽。
我們看到tcp首先發了一個syn包。
因爲服務器沒有啓動，所以客戶端沒有收到sync+ack包，然後重傳了兩次。最後報錯。
2 啓動服務器，啓動客戶端。
我們看看一次完整的tcp握手是怎樣的。
首先客戶端發送seq等於0的sync包，然後服務器返回一個sync+ack的tcp包。並且確認的序號是1。即1之前的序列號已經收到了。最後客戶端再發送一個ack包。這時候seq等於1，說明握手是佔據序號的。ack也等於1。客戶端告訴服務器1之前的序列已經收到。這就完成了三次握手。那麼三次握手意味着什麼呢？又是怎麼實現的呢？三次握手的本質其實就是在兩端記錄了一些上下文。比如服務器端記錄了我和哪個ip端口建立了連接。那麼下次收到這個客戶端的時候包的時候，服務器就會從這個表裏找，是否有記錄，有的話說明已經建立了連接，是個合法的請求。否則發送重置包給客戶端（我們可以使用c語言構造一個tcp報文）。
3 客戶端掛了（或者服務器掛了）
我們看一下，如果客戶端直接掛機了，tcp是怎麼處理的。
我們看到tcp會給服務器發一個重置包。
4 客戶端（或服務器）正常關閉連接
我們先改一下客戶端代碼
const net = require('net');
const socket = net.connect({port: 11111, host: '192.168.8.226'});
socket.on('connect', (client) => {
socket.destroy()
})
上面的代碼使得客戶端完成三次握手後立刻開始四次握手關閉連接。我們看看tcp的表現。
我們只看後面四行（四次揮手）。首先客戶端發送了一個fin包，但是我們發現seq是等於1，說明fin包是不消耗序列號的。同理，服務器首先返回了一個ack包。然後再發送一個fin包，等到客戶端返回ack。客戶端最後一次發送ack的時候，需要等到2msl。該ip和端口可以重用，除非設置了端口複用。
5 兩端一起關閉
我們把服務器代碼也改一下。
const net = require('net');
net.createServer((socket) => {
socket.destroy();
}).listen(11111);
服務器完成三次握手的時候，在回調裏立刻發送fin包。那麼這時候tcp會怎樣處理呢？因爲三次握手中，第三次握手是由客戶端發送的，客戶端發送第三次握手的時候，就進入了完成連接狀態（established）。而這時候服務器還沒有收到第三次握手的數據包。所以客戶端會先發送fin包。那麼問題就來了。客戶端發送的fin包和第三次握手的ack包，哪個先到服務端，影響了後續的流程。下面就是這兩種情況。
6 keep-alive
tcp默認情況下是不會自動斷開的，需要調用方去控制。不過tcp還是做了一些優化，就是如果隔了一段時間，沒有數據傳輸，那麼tcp就會發送探測包，如果還沒有數據傳輸或者沒有收到探測包的ack，則每隔一段時間再次發送探測包（這兩個一段時間的值，在window下貌似是一樣的，linux下可以不一樣）。發到一定的次數還沒有任何動靜，那麼就發重置包給對端斷開連接。
我們看到三次握手後，我們沒有傳輸數據，tcp就會一直髮送探測包。
總結：今天就到這裏，tcp非常複雜，本文列舉了一些例子，分析一些tcp的某些原理。