Winsock TCP client/server: connect, listen и accept

Overview

Диаграмма связывает базовый TCP lifecycle с конкретными вызовами Winsock. Client выполняет active open через connect(). Server сначала создаёт отдельный listening SOCKET: bind() связывает его с local address/port, listen() переводит в passive mode, а accept() возвращает другой connected SOCKET для конкретного peer.

Listening socket и accepted socket выполняют разные роли. Первый остаётся точкой приёма новых соединений; второй несёт data stream одного соединения. TCP handshake обрабатывает kernel stack, поэтому completed connection может уже ждать в очереди, даже если поток приложения ещё не вошёл в accept().

Components

• client.exe — инициирует Winsock, резолвит address candidates и обходит их до успешного connect().
• connected client SOCKET — client endpoint после успешного active open.
• IP network — путь для SYN, ACK и data segments; один и тот же logical connection работает в обе стороны.
• listening SOCKET — bound, unconnected endpoint в passive mode.
• completed connection queue — kernel-managed очередь соединений, завершивших нужную часть establishment и ожидающих accept(). Детали очередей зависят от реализации стека.
• accepted connected SOCKET — новый handle, возвращённый accept(); только он представляет конкретного peer для последующего recv()/send().

Scenarios

1. Подготовка server endpoint. WSAStartup(), getaddrinfo(), socket(), bind() и listen() создают passive endpoint и задают backlog.
2. connect() и accept(). 3-way handshake устанавливает transport state; accept() извлекает готовое соединение и возвращает отдельный SOCKET.
3. Active refusal. RST приводит к WSAECONNREFUSED; отсутствие ответа чаще проявляется как timeout и требует другой диагностики.

Failure modes

• Вызывать recv()/send() на listening socket вместо handle, который вернул accept().
• Закрывать listening socket после первого accept(), хотя server должен продолжать принимать clients.
• Считать backlog размером очереди application messages или гарантией успешного connect() при перегрузке.
• Приписывать любой WSAECONNREFUSED исключительно отсутствию процесса: RST мог сформировать host policy, firewall или proxy endpoint.
• Не обходить все результаты getaddrinfo() и случайно делать client IPv4-only.
• Терять closesocket(), freeaddrinfo() или WSACleanup() на промежуточном error path.

References

• Microsoft Learn: Getting started with Winsock
• Microsoft Learn: About servers and clients
• Microsoft Learn: Complete Winsock client code
• Microsoft Learn: Complete Winsock server code
• Microsoft Learn: listen function
• Microsoft Learn: accept function
• RFC 9293, section 3.5: Establishing a Connection