傳輸控制協(xié)議TCP是怎樣進(jìn)行工作的

TCP介紹

傳輸控制協(xié)議（TCP，Transmission Control Protocol）是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議。

TCP是為了在不可靠的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上提供可靠的端到端字節(jié)流而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的一個(gè)傳輸協(xié)議。

當(dāng)應(yīng)用層向TCP層發(fā)送用于網(wǎng)間傳輸?shù)摹⒂?位字節(jié)表示的數(shù)據(jù)流，TCP則把數(shù)據(jù)流分割成適當(dāng)長(zhǎng)度的報(bào)文段，最大傳輸段大?。∕SS）通常受該計(jì)算機(jī)連接的網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路層的最大傳送單元（MTU）限制。之后TCP把數(shù)據(jù)包傳給IP層，由它來(lái)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將包傳送給接收端實(shí)體的TCP層。

TCP為了保證報(bào)文傳輸?shù)目煽?，?/p>

給每個(gè)包一個(gè)序號(hào)

，同時(shí)序號(hào)也保證了傳送到接收端實(shí)體的包的

按序接收

。然后接收端實(shí)體對(duì)已成功收到的字節(jié)發(fā)回一個(gè)相應(yīng)的

確認(rèn)（ACK）

；如果發(fā)送端實(shí)體在合理的往返時(shí)延（RTT）內(nèi)未收到確認(rèn)，那么對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)（假設(shè)丟失了）將會(huì)被重傳（超時(shí)重傳）。

TCP工作過(guò)程

首先，我們可以很明顯從圖中看出，tcp工作需要分兩個(gè)主體，一個(gè)客戶(hù)端，一個(gè)服務(wù)器。我用超級(jí)大白話(huà)來(lái)幫助理解：①tcp服務(wù)器

買(mǎi)部手機(jī)

插上電話(huà)卡

設(shè)置手機(jī)為正常的接聽(tīng)狀態(tài)

等待他人來(lái)電

②在程序中的

創(chuàng)建socket套接字

綁定本機(jī)地址信息

設(shè)置套接字為被動(dòng)連接

等待客戶(hù)端的連接

收發(fā)數(shù)據(jù)

我們先運(yùn)行這個(gè)程序，然后打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手進(jìn)行連接：

然后我們?cè)诜?wù)器端口發(fā)送消息至客戶(hù)端：

當(dāng)然，我們也可以脫離網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手，我們自己協(xié)議簡(jiǎn)易客戶(hù)端程序：

同樣地，手機(jī)要先開(kāi)機(jī)才能接電話(huà)，所以先運(yùn)行服務(wù)器，再運(yùn)行客戶(hù)端：

切換到服務(wù)器：

回到客戶(hù)端：

同樣也是非常簡(jiǎn)單，客戶(hù)端的寫(xiě)法只需要發(fā)送建立連接即可，也就是通過(guò)connect方法撥通電話(huà)。

當(dāng)然，你也可以選擇加入循環(huán)語(yǔ)句進(jìn)行循環(huán)收發(fā)，但想要達(dá)到聊天軟件那種收發(fā)無(wú)規(guī)律的效果，還是需要并發(fā)編程（后面我也會(huì)出的）。

TCP工作方式（原理）

一、三次握手

TCP是因特網(wǎng)中的傳輸層協(xié)議，使用

三次握手協(xié)議

建立連接。當(dāng)主動(dòng)方發(fā)出SYN連接請(qǐng)求后，等待對(duì)方回答SYN+ACK，并最終對(duì)對(duì)方的 SYN 執(zhí)行 ACK 確認(rèn)。這種建立連接的方法可以防止產(chǎn)生錯(cuò)誤的連接。

術(shù)語(yǔ)：

SYN：同步位，SYN=1，表示進(jìn)行一個(gè)連接請(qǐng)求；

ACK：確認(rèn)位，ACK=1，確認(rèn)有效，ACK=0，確認(rèn)無(wú)效；

seq：序號(hào)；

FIN：斷開(kāi)連接并且會(huì)停止發(fā)送數(shù)據(jù)。

TCP三次握手的過(guò)程如下：

1. 客戶(hù)端發(fā)送SYN（SEQ=x）報(bào)文給服務(wù)器端，進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài)。

2. 服務(wù)器端收到SYN報(bào)文，回應(yīng)一個(gè)SYN （SEQ=y）ACK（ACK=x+1）報(bào)文，進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài)。

3. 客戶(hù)端收到服務(wù)器端的SYN報(bào)文，回應(yīng)一個(gè)ACK（ACK=y+1）報(bào)文，進(jìn)入Established狀態(tài)。

三次握手完成，TCP客戶(hù)端和服務(wù)器端成功地建立連接，可以開(kāi)始傳輸數(shù)據(jù)了。

形象點(diǎn)就是：

客戶(hù)端說(shuō)：服務(wù)器我要連接你了，你同意嗎？

服務(wù)器說(shuō)：我同意?？蛻?hù)端，我要連接你了，你同意嗎？

客戶(hù)端說(shuō)：我也同意。

TCP三次握手的原因：

防止已失效的連接請(qǐng)求又傳送到服務(wù)器端，因而產(chǎn)生錯(cuò)誤。三次握手的過(guò)程即是通信雙方相互告知序列號(hào)起始值， 并確認(rèn)對(duì)方已經(jīng)收到了序列號(hào)起始值的必經(jīng)步驟。如果只是兩次握手， 至多只有連接發(fā)起方的起始序列號(hào)能被確認(rèn)， 另一方選擇的序列號(hào)則得不到確認(rèn)。

二、四次揮手

形象點(diǎn)就是：

客戶(hù)端說(shuō)：服務(wù)器，我要斷開(kāi)你了！

服務(wù)器說(shuō)：好的！讓我傳完數(shù)據(jù)！

數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后

服務(wù)器說(shuō)：客戶(hù)端，我要斷開(kāi)你了！

客戶(hù)端說(shuō)：好的！

這就表現(xiàn)出了四次揮手，和三次握手不同的是，結(jié)束的時(shí)候，可能仍然有數(shù)據(jù)在進(jìn)行傳輸，tcp為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?，斷開(kāi)連接會(huì)在數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束之后再進(jìn)行，因此這里也體現(xiàn)出一次揮手。

TCP簡(jiǎn)易聊天器(局域網(wǎng))

仍然是先服務(wù)端再客戶(hù)端。



審核編輯：劉清