「Netty系列」使用wireshark对网络通信扑捉，进行三次握手和四次挥手原理分析(Netty前置二)

正常下班，文章走起。在网络的通信的时候，都有听说过三次握手四次挥手。但是对其原理是否清晰？本篇文章通过使用wireshark对网络通信扑捉，进行原理分析。

BIO代码实现

//服务端代码
public class ServerSocket {public static void main(String[] args) throws Exception {//创建ServerSocket对象，用于客户端的连接java.net.ServerSocket serverSocket = new java.net.ServerSocket(8989);//定义输入流对象读取数据byte[] bytes = new byte[1024];try {while (true) {System.out.println("服务端发生阻塞，等待连接....");//调用accept方法监听客户端，阻塞方法Socket accept = serverSocket.accept();//调用Socket对象的方法获取输入流对象InputStream inputStream = ((Socket) accept).getInputStream();System.out.println("服务端发生阻塞，等待接收数据....");int read = inputStream.read(bytes);System.out.println(new String(bytes, 0, read));//关闭资源accept.close();}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {if (serverSocket != null && !serverSocket.isClosed()) {serverSocket.close();}}}
}//客户端代码
public class ClientSocket {public static void main(String[] args) throws  Exception {//创建Socket对象，与服务端Socket建立连接Socket socket=new Socket("127.0.0.1",8989);//获取输出流对象OutputStream  outputStream=socket.getOutputStream();System.out.println("客户端阻塞，接收键盘输入....");//接收键盘输入，模拟延迟消息发送Scanner scanner=new Scanner(System.in);String  scannerString=scanner.next();outputStream.write(scannerString.getBytes());System.out.println("客户端录入完成....");//使用输出流对象写入数据
//        outputStream.write("itheima-TCP".getBytes());//释放资源socket.close();}
}

Socket的API(构造方法)

Socket()：无参构造方法。
Socket(InetAddress address,int port)：创建一个流套接字并将其连接到指定 IP 地址的指定端口。
Socket(InetAddress address,int port,InetAddress localAddr,int localPort)：创建一个套接字并将其连接到指定远程地址上的指定远程端口。
Socket(String host,int port)：创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口。
Socket(String host,int port,InetAddress localAddr,int localPort)：创建一个套接字并将其连接到指定远程地址上的指定远程端口。Socket 会通过调用 bind() 函数来绑定提供的本地地址及端口。

Socket的API( 普通方法)

void bind(SocketAddress bindpoint)：将套接字绑定到本地地址。
void close()：关闭此套接字。
void connect(SocketAddress endpoint)：将此套接字连接到服务器。
InetAddress getInetAddress()：返回套接字的连接地址。
InetAddress getLocalAddress()：获取套接字绑定的本地地址。
InputStream getInputStream()：返回此套接字的输入流。
OutputStream getOutputStream()：返回此套接字的输出流。
SocketAddress getLocalSocketAddress()：返回此套接字绑定的端点地址，如果尚未绑定则返回null。
SocketAddress getRemoteSocketAddress()：返回此套接字的连接的端点地址，如果尚未连接则返回 null。
int getLoacalPort()：返回此套接字绑定的本地端口。
intgetPort()：返回此套接字连接的远程端口

WebSocket的API(构造方法)

ServerSocket()：无参构造方法。
ServerSocket(int port)：创建绑定到特定端口的服务器套接字。
ServerSocket(int port,int backlog)：使用指定的 backlog 创建服务器套接字并将其绑定到指定的本地端口。
ServerSocket(int port,int backlog,InetAddress bindAddr)：使用指定的端口、监听 backlog 和要绑定到本地的 IP 地址创建服务器

WebSocket的API(普通方法)

Server accept()：监听并接收到此套接字的连接。
void bind(SocketAddress endpoint)：将 ServerSocket 绑定到指定地址（IP 地址和端口号）。
void close()：关闭此套接字。
InetAddress getInetAddress()：返回此服务器套接字的本地地址。
int getLocalPort()：返回此套接字监听的端口。
SocketAddress getLocalSoclcetAddress()：返回此套接字绑定的端口的地址，如果尚未绑定则返回 null。
int getReceiveBufferSize()：获取此 ServerSocket 的 SO_RCVBUF 选项的值，该值是从ServerSocket 接收的套接字的建议缓冲区大小。accept()方法会返回一个和客户端Socket对象相连的Socket对象。使用Socket的getOutputStream可以向客户端发送信息。使getIutputStreamke可以获取客户端传过来数据。

TCP协议中，建立连接三次握手

简述

在tcp协议中，双方建立连接的时候是需要三次握手。这个连接建立需要一方主动打开，另外一方被动打开的。下图为建立连接图解。

上图解释

SYN(建立连接) 请求建立连接，并在其序列号字段进行序列号的初始值设定。建立连接，设置为1。
        ACK(acknowledgement 确认) 确认号是否有效，一般置为1
        PSH(push传送) 提示接受端应用程序立即从TCP缓冲区把数据读走。
        FIN(finish结束) 希望断开连接。
        RST(reset重置) 对方要求重新建立连接，复位。
        URG(urgent紧急) 紧急指针是否有效。为2，表示某一位被优先处理。

2. 网络请求建立连接,经历三次握手流程 a 第一次握手在第一次"握手"时，客户端向服务端发送SYN标志位，目的是与服务端建立连接。Seq代表sequence，number(发送数据流序号), 例如：Seq的值是5,说明在数据流中曾经一共发送了 1, 2, 3，4 这4次数据。而在本次"握手"中, Seq的值是0，代表客户端曾经没有给服务端发送数据。另外Len=0也可以看出来是没有数据可供发送的，客户端仅仅发送一个SYN标志位到服端代表要进行连接。

b 第二次握手第二次"握手"时，服务端向客户端发送 SYN ACK 标志位，其中ACK标志位表示是对收到的数据包的确认，说明服务端接收到了客户端的连接。ACK的值是1，表示服务端期待下一次从客户端发送数据流的序列号是1，而Seq=0代表服务端曾经并没有给客户端发送数据，而本次也没有发送数据，因为Len=0也证明了这一点。

c 第三次握手第三次“握手”时，客户端向服务端发送的ACK标志位为1, Seq的值是1。Seq=l代表这正是服务端所期望的Ack=1。Len=0说明客户端这次还是没有向服务端传递数据，而客户端向服务端发送ACK 标志位为1的信息，说明客户端期待服务端下一次传送的Seq的值是1。

3. 为什么要进行三次握手

为了防止服务器端开启一些无用的连接，增加服务器开销。以及防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端，因而产生错误。

TCP协议中，连接断开时候(四次挥手)

1. 四次挥手

即TCP连接的释放(解除)。连接的释放必须是一方主动释放，另一方被动释放。以下为客户端主动发起释放连接的图解：

    简述流程
        a 客户端到服务端，我要关了。
        b 服务端到客户端，好的，我收到了。
        c 服务端到客户端，我也关了。
        d 客户端到服务端，好的，收到。

2. 四次挥手执行流程

a 第一次挥手 在第一次"挥手"时，客户端到服务器发送标志位FIN ACK,告知服务端客户端关闭了。Seq=1表示本次数据流的序号为1，Ack=1表示客户端期望服务端下一次发送的数据流的序号为1。len=0，说明没有数据传输到服务端。

b 第二次挥手 在第二次"挥手"时,服务端向客户端发送标志位ACK,Seq=1代表的正是客户端想看的Ack=1。Ack=2表示服务端期望下一次客户端发送的数据流的序号为2。len=0,说明没有数据传输到客户端。

c 第三次挥手 在第三次"挥手"时,服务端向客户端发送标志位FIN ACK,告知客户端服务端关闭了。Seq=1代表的正是客户端想看的Ack=1。Ack=2表示服务端期望下一次客户端发送的数据流的序号为2。len=0,说明没有数据传输到客户端。

d 第四次挥手 在第四次"挥手"时,客户端向服务端发送标志位ACK，告知服务端客户端已经收到服务端关闭信息。Seq=2 代表的正是服务端想看的Ack=2，ACK=2表示客户端期望下一次服务端发送的数据流的序号为2。

    注意 BIO存在问题
        1 客户端已经连接服务端，尚未发送数据，read阻塞
        2 新的客户端无法正常连接
    解决办法
        1 线程解决（mysql客户端连接服务器）
        2 线程池解决（线程池泄露）
        3 NIO解决
        4 websocket

END

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