TCP并发服务器与IO模型解析

本文主要涵盖了多个IT领域的核心概念，包括操作系统中的僵尸进程、TCP并发服务器的实现、TCP的三次握手过程、traceroute的工作原理以及五种常见的I/O模型。此外，还涉及了网络服务相关的系统调用`getservbyname()`。 1. **僵尸进程**：在操作系统中，一个进程在完成其所有工作并退出后，但其父进程尚未读取其状态信息时，这个进程被称为僵尸进程。它的进程描述符仍然存在于进程表中，占用一定的系统资源，直到父进程通过`wait()`或`waitpid()`系统调用回收其状态信息。 2. **TCP并发服务器实现**：创建一个监听套接字`listenfd`，通过`bind()`绑定到指定端口，然后用`listen()`转换为监听状态。当有客户端连接请求时，`accept()`会阻塞父进程，返回一个新的连接套接字`connfd`。父进程关闭`connfd`，子进程则关闭`listenfd`，处理与客户端的通信。子进程的创建通常使用`fork()`系统调用。 3. **TCP三次握手**：TCP连接建立过程中，客户端首先发送带有SYN标志的数据包，然后服务器回应带有SYN+ACK标志的数据包，最后客户端再回应一个ACK数据包，确认连接。系统调用如`socket()`、`connect()`、`listen()`、`accept()`等在此过程中起关键作用。 4. **traceroute工作原理**：traceroute通过递增IP包的生存时间(TTL)字段来探测到目标主机的完整路径。每次TTL达到零，沿途的路由器都会返回一个ICMP超时错误。当TTL达到目标主机的跳数时，目标主机因找不到服务而返回一个ICMP端口不可达错误。traceroute通常使用大于30000的UDP端口号以避免目标主机响应，从而确定路径。 5. **五种I/O模型**： - **阻塞式I/O**：进程在等待I/O操作完成时被阻塞。 - **非阻塞式I/O**：进程不断轮询检查I/O是否完成。 - **I/O复用**（如`select`）：通过多路复用函数监控多个描述符，只有当有就绪事件时才唤醒进程。 - **信号驱动式I/O**：进程注册信号处理函数，当I/O就绪时发送信号通知。 - **异步I/O**：发起I/O操作后，进程不等待，由操作系统负责完成并通知进程。 6. **`getservbyname()`**：这是一个用于获取网络服务信息的函数，如端口号和协议类型。它可以有三种情况： - 成功获取指定服务（如DNS服务）的UDP信息。 - 成功获取FTP服务的信息，即使未指定协议类型，系统默认使用TCP。 - 尝试获取FTP服务的UDP信息时失败，因为FTP通常使用TCP。 以上内容涉及的知识点广泛，包括操作系统、网络协议、服务器编程和系统编程等多个层面，是理解计算机系统通信基础的重要组成部分。