TCP/IP协议学习笔记（一）

之前只是简单使用过C#Socket类做过一些非常简单的编程，但是对于网络编程，实际还是完全的新手，虽然理解一些概念，可是具体怎么去做却还是一头雾水。写这些笔记，只是为了记录自己的学习过程，并把头脑里面那些碎片化的知识做一个整理。

TCP/IP协议的底层原理，理解的还不太清晰，这里就只记录一下TCP/IP协议中常见的一个基本问题吧。

一、TCP协议的基本概念

1、传输层协议：在分层模型（一般是四层： 网络接口层（也可以叫数据链路层）、网络层、传输层、应用层）中，TCP协议属于传输层，负责应用层与网络层之间的数据传输，另一个常见的传输层协议UDP协议。

注：这里有一个知识上的不明确，TCP/IP协议是否就是TCP协议 IP协议的组合？？

2、数据传输方式：TCP协议采用的是流传输，传输的信息单位被成为报文段。所以通过TCP协议，数据是以连续字节流的形式从一端传入另一端。与之对应的UDP协议采用的是数据包传递

（对流传输的理解，可以将数据流看作水流，整个数据传输的过程中，一个数据报文段中间不会有任何中断，而一个数据报文段也没有固定的长度，一组数据既可以在一个流中传递，也可以被截断成多个流；相反，数据包是有固定长度的（每一个包长度可以不同），可以理解为数据包具有“消息保护边界”）

这里可以参考：http://blog.csdn.net/zhangxinrun/article/details/6721427

二、粘包问题：

（1）发送端： TCP的流传输过程中，为了节省开销，减少发送次数，当流的缓存区达到一定值后才会发送。这样一个流中的数据可能就不会刚好是一个数据包。

（2）接收端： 当数据流传输到的时候，数据会先放入数据缓存区。而 接收程序，有时候由于一些原因，并不能马上取走缓存区的数据，导致数据缓存区中的数据也可能不会刚好是一个数据包。

（3）传输过程：由于存在一定的延时，数据接收顺序并不一定与发送顺序相同，TCP协议采用了一些办法（如数据包编号）可以标识先后，在收到数据之后可以将数据有序排列在缓存区，而这也可能会导致数据缓存区中的数据并非一个数据包。

 这样的情况就被称为粘包。

1、粘包的几种情况，举个简单的例子，先发了A包，在发B包

（1）一个报文段 刚好就是A全部的内容；

（2）A的全部内容 + B的一部分内容；

（3）A的全部内容+B的全部内容；

（4）A的一部分内容（A太大）

P.S：TCP协议会有一些办法将接收数据排好序，所以不需要考虑顺序问题（TCP协议具体是如何实现这一点的？）

2、粘包问题的解决

传输层协议本身并不关系数据内容，数据内容完全交由应用层解析。而字节流数据，是连续的，非结构化的，粘包现象的出现便是这个特性的体现。所以为了得到易于解析的非连续，结构化的数据。我们需要采取一定的规则，对数据进行封包，以方便应用层解析与识别。

封包的一般规则

数据包

{

      包头；//包头，必须定义为固定长度的数据，可能包含的内容包括，（1）数据包类型，用于标识如何数据包（比如是什么类型，或者调用什么方法）（2）数据包长度，用于指示该包的长度；（3）包头标识（4）协议类型   (3)、(4)都不是必须的。

      包体；//包体 包含的就是所有要传输的数据内容（可以是类型、方法标识等）

}

拆包

因为包头是固定长度的数据，一般也比较短，所以先取出包头长度的数据，然后进行解析，读出包长和类型（OP操作码）

（注：一个问题，如果数据长度小于一个包头长度怎么办？）

对于上面粘包的4种情况，这里假设n为包长，m为设置的接收缓存区的长度

（1）n = m ; 直接读取数据，清空缓存区，——》等待下一次接收

（2）n

  (3)   n>m;  将m长度的数据移入缓存区——》等待下一次接收——》将新收到的数据与缓存区的数据重组——》回到开始的判断