TCP簡(jiǎn)介

TCP介紹

TCP協(xié)議，傳輸控制協(xié)議（英語(yǔ)：Transmission Control Protocol，縮寫為 TCP）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，由IETF的RFC 793定義。

TCP通信需要經(jīng)過創(chuàng)建連接、數(shù)據(jù)傳送、終止連接三個(gè)步驟。

TCP通信模型中，在通信開始之前，一定要先建立相關(guān)的鏈接，才能發(fā)送數(shù)據(jù)，類似于生活中，"打電話""

TCP特點(diǎn)

1. 面向連接

通信雙方必須先建立連接才能進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，雙方都必須為該連接分配必要的系統(tǒng)內(nèi)核資源，以管理連接的狀態(tài)和連接上的傳輸。

雙方間的數(shù)據(jù)傳輸都可以通過這一個(gè)連接進(jìn)行。

完成數(shù)據(jù)交換后，雙方必須斷開此連接，以釋放系統(tǒng)資源。

這種連接是一對(duì)一的，因此TCP不適用于廣播的應(yīng)用程序，基于廣播的應(yīng)用程序請(qǐng)使用UDP協(xié)議。

2. 可靠傳輸

1）TCP采用發(fā)送應(yīng)答機(jī)制

TCP發(fā)送的每個(gè)報(bào)文段都必須得到接收方的應(yīng)答才認(rèn)為這個(gè)TCP報(bào)文段傳輸成功

2）超時(shí)重傳

發(fā)送端發(fā)出一個(gè)報(bào)文段之后就啟動(dòng)定時(shí)器，如果在定時(shí)時(shí)間內(nèi)沒有收到應(yīng)答就重新發(fā)送這個(gè)報(bào)文段。

TCP為了保證不發(fā)生丟包，就給每個(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)已成功收到的包發(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)包就被假設(shè)為已丟失將會(huì)被進(jìn)行重傳。

3）錯(cuò)誤校驗(yàn)

TCP用一個(gè)校驗(yàn)和函數(shù)來檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)誤；在發(fā)送和接收時(shí)都要計(jì)算校驗(yàn)和。

4) 流量控制和阻塞管理

流量控制用來避免主機(jī)發(fā)送得過快而使接收方來不及完全收下。

TCP與UDP的不同點(diǎn)

• 面向連接（確認(rèn)有創(chuàng)建三方交握，連接已創(chuàng)建才作傳輸。）
• 有序數(shù)據(jù)傳輸
• 重發(fā)丟失的數(shù)據(jù)包
• 舍棄重復(fù)的數(shù)據(jù)包
• 無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)傳輸
• 阻塞/流量控制

udp通信模型

udp通信模型中，在通信開始之前，不需要建立相關(guān)的鏈接，只需要發(fā)送數(shù)據(jù)即可，類似于生活中，"寫信""

TCP通信模型

udp通信模型中，在通信開始之前，一定要先建立相關(guān)的鏈接，才能發(fā)送數(shù)據(jù)，類似于生活中，"打電話""

tcp客戶端

tcp的客戶端要比服務(wù)器端簡(jiǎn)單很多，如果說服務(wù)器端是需要自己買手機(jī)、查手機(jī)卡、設(shè)置鈴聲、等待別人打電話流程的話，那么客戶端就只需要找一個(gè)電話亭，拿起電話撥打即可，流程要少很多

python創(chuàng)建tcp客戶端的代碼如下：

import socket


def main():
  # 1.創(chuàng)建套接字socket
  tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

  # 2.連接服務(wù)器
  dest_ip = input("請(qǐng)輸入服務(wù)器ip：")
  dest_port = int(input("請(qǐng)輸入服務(wù)器port："))
  dest_addr = (dest_ip, dest_port)
  tcp_socket.connect(dest_addr)

  # 3. 接收/發(fā)送數(shù)據(jù)
  send_data = input("請(qǐng)輸入要發(fā)送的數(shù)據(jù)：")
  tcp_socket.send(send_data.encode("utf-8")) 
 
  # 接收服務(wù)器發(fā)送的數(shù)據(jù)
  recv_data = tcp_socket.recv(1024)
  print(recv_data.decode("utf-8")) 

  # 4. 關(guān)閉套接字socket
  tcp_socket.close()

if __name__ == "__main__":

  main()

在ubuntu的終端上執(zhí)行：

在網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手中啟動(dòng)tcp服務(wù)器進(jìn)行交互：

tcp服務(wù)器

在程序中，如果想要完成一個(gè)tcp服務(wù)器的功能，需要的流程如下：

• socket創(chuàng)建一個(gè)套接字
• bind綁定ip和port
• listen使套接字變?yōu)榭梢员粍?dòng)鏈接
• accept等待客戶端的鏈接
• recv/send接收發(fā)送數(shù)據(jù)

import socket


def main():
  # 1.創(chuàng)建套接字
  tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
 
  # 2.綁定端口
  addr = ("", 8866)
  tcp_server_socket.bind(addr)

  # 3.監(jiān)聽鏈接
  tcp_server_socket.listen(128)

  # 4.接收別人的連接
  # client_socket用來為這個(gè)客戶端服務(wù)
  client_socket, client_addr = tcp_server_socket.accept() 
 
  # 5.接收對(duì)方發(fā)送的數(shù)據(jù)
  recv_data = client_socket.recv(1024) 
  print("接收到的數(shù)據(jù)：%s" % recv_data.decode("utf-8"))
 
  # 6.給對(duì)方發(fā)送數(shù)據(jù)
  client_socket.send("hahaha".encode("utf-8")) 

  # 7.關(guān)閉套接字 
  client_socket.close()
  tcp_server_socket.close()


if __name__ == "__main__":
  main()

在ubuntu的終端上執(zhí)行：

在網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手中啟動(dòng)tcp服務(wù)器進(jìn)行交互：

tcp注意點(diǎn)

1. tcp服務(wù)器一般情況下都需要綁定，否則客戶端找不到這個(gè)服務(wù)器
2. tcp客戶端一般不綁定，因?yàn)槭侵鲃?dòng)鏈接服務(wù)器，所以只要確定好服務(wù)器的ip、port等信息就好，本地客戶端可以隨機(jī)
3. tcp服務(wù)器中通過listen可以將socket創(chuàng)建出來的主動(dòng)套接字變?yōu)楸粍?dòng)的，這是做tcp服務(wù)器時(shí)必須要做的
4. 當(dāng)客戶端需要鏈接服務(wù)器時(shí)，就需要使用connect進(jìn)行鏈接，udp是不需要鏈接的而是直接發(fā)送，但是tcp必須先鏈接，只有鏈接成功才能通信
5. 當(dāng)一個(gè)tcp客戶端連接服務(wù)器時(shí)，服務(wù)器端會(huì)有1個(gè)新的套接字，這個(gè)套接字用來標(biāo)記這個(gè)客戶端，單獨(dú)為這個(gè)客戶端服務(wù)
6. listen后的套接字是被動(dòng)套接字，用來接收新的客戶端的鏈接請(qǐng)求的，而accept返回的新套接字是標(biāo)記這個(gè)新客戶端的
7. 關(guān)閉listen后的套接字意味著被動(dòng)套接字關(guān)閉了，會(huì)導(dǎo)致新的客戶端不能夠鏈接服務(wù)器，但是之前已經(jīng)鏈接成功的客戶端正常通信。
8. 關(guān)閉accept返回的套接字意味著這個(gè)客戶端已經(jīng)服務(wù)完畢
9. 當(dāng)客戶端的套接字調(diào)用close后，服務(wù)器端會(huì)recv解堵塞，并且返回的長(zhǎng)度為0，因此服務(wù)器可以通過返回?cái)?shù)據(jù)的長(zhǎng)度來區(qū)別客戶端是否已經(jīng)下線

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。 

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