TL;DR

对《Effective TCP/IP》一书进行了浏览，记录了印象较为深刻的一些技巧。

有趣的是，《Unix网络编程》系列书籍的作者 W. Richard Stevens 对这本书的编写提供了一些帮助，而作者也认为阅读 Stevens 的书籍也是一个提高网络编程水平的44个技巧之一 :-)。

笔记

send/recv不是一一对应关系

初级网络程序员常犯的错误之一就是无法理解TCP传送的是一个没有记录边界概念的字节流。这一点很重要，可以总结为TCP中没有用户可见的“分组”概念，它只是传送了一个字节流，我们无法准确的预测在一个特定的读操作中会返回多少字节。

TCP通信中虽然能读取的数据报文是按seq有序的，但是send与recv因为网络以及其他种种原因，并不会按照意想之中调用多少次send，就可以调用多少次recv。例如发送两个数据包，由于网络最大传输单元的限制，可能会出现数据各种到达的排列组合结果，如：

• A和B两个数据包分别可以读取
• A和B的一部分先可以被读取，B的剩余部分一段时间之后能被读取
• A和B一起能被读取
• A的一部分先被读取，A的剩余部分和B能被读取

那么解决自身数据传输的的范围界定问题可以考虑什么样的方式呢？书中提到了几种方式：

• 定长数据包（最简单也最实用）
• 界定分隔符（有转义和解转义的成本）
• 定长首部声明数据报文长度，再读取对应长度数据的数据

TCP的连接的存活与否判断最好由应用程序处理

TCP/IP由于设计的初衷是维持一个逻辑上的连接，例如中间路由部分的链路变化是不会认定是一个问题，即允许临时的连接丢失。

TCP同时也有Keepalive机制可以用来检测连接是否中断，原理是空闲一定时间之后发送一个特殊的段，但是问题在于一般设计上的空闲时长过长（RFC1122要求默认2小时），如果在这一个时间范围内客户端崩溃，那么服务端是无法得知的。

如果要敏感的，及时的得知客户端的状态，需要应用程序主动处理，定时的给对端发送心跳数据包，心跳到达重置超时，通过比如多次无应答等条件判定对端已关闭连接。

对于报文中本身就声明了报文类型的情况下，直接增加报文类型即可。如果没有的，可能需要创建单独的连接，进行心跳的传递。

TCP的写操作成功不代表数据已被发出

常规情况下，TCP的写操作在缓冲区已满时会阻塞。在未满时写操作实际上应该看做是将数据已经复制到缓冲区队列，在实际发送数据之前，就已经会返回。

发送数据的错误一般会在写操作返回之后发生，而一般跟随写操作的是一个读操作，所以有一个说法，写操作的错误是由读操作返回的。

TIME-WAIT的目的是为了牢靠的拆除连接

TCP四次挥手过程中，主动断开连接的一方，首先发送FIN（状态由ESTABLISHED变为FIN-WAIT1）；被断开的一方收到FIN之后，返回ACK（状态由ESTABLISHED变为CLOSE-WAIT），同时发送FIN（状态由CLOSE-WAIT变为LAST-ACK）；主动断开放收到ACK后状态由FIN-WAIT1变为FIN-WAIT2，在接收到被断开方发送的FIN包之后会发送一个ACK，同时状态变为TIME-WAIT，之后在2MSL（一般为2min）之后套接字彻底关闭连接并释放资源；而远端在FIN包对应的ACK之后，连接变为CLOSED状态。

TIME-WAIT的目的在于保证数据在网络中丢失之前，套接字不会被重用，能合理的，完整的完成一次连接拆出的过程。

检测主机连接状态可以通过高层次向低层次的方向进行

首先可以通过应用层操作进行检测（如curl），之后可以通过telnet等方式在传输层进行检验，如果传输层无法检测到通路的存在，则可以尝试通过ICMP等更低层次的检测（ping）。

UDP也可以先连接

UDP虽然是面向无连接的协议，但是一样也可以先调用connect系统调用。

调用之后的变化在于，可以使用send与recv系统调用，而不是sendto与recvfrom。

UDP Socket使用connect并不会实际产生网络流量，只是一个本地行为，只会将远端的IP与端口绑定到本地套接字之中，看似没有什么特别的作用，然而如果在发送数据包之后出现了错误，那么远端返回的错误因为已经完成了绑定，可以被当前套接字感知，起到通知应用层错误控制的作用。

缓冲区大小设定的经验值

至少将缓冲区设置为MSS的3倍大小。

traceroute原理

traceroute首先对下一个目标值设定一个TTL长度为1的ICMP数据包，发送到下一条之后，因为TTL减小为0，路由器会返回一个ICMP传输超时的报文回到发送端，同时带有下一跳的地址。

发送端接收之后向下一跳发送一个TTL长度增加1的ICMP数据包，重复上述过程，最终绘制出到达远端的路径。

路由表中标记位G和H不是对立的

H表示目标是一个主机，如果没有则说明是一个网络号。

G表示没有直连的通路，需要经过一个网关。

想象一下如下的case，主机A与B在一个子网，B为网关，同时与主机C相连，那么A的路由表里面就会出现如下的记录：

Destination	Gateway	Flags	Refs	Use	Netif
C	B	UG	0	0	eth0