TCP介绍
TCP协议，传输控制协议（英语：Transmission Control Protocol，缩写为 TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETF的RFC 793定义。
TCP通信需要经过创建连接、数据传送、终止连接三个步骤。
TCP通信模型中，在通信开始之前，一定要先建立相关的连接，才能发送数据，类似于生活中，"打电话".
TCP特点
1. 面向连接
通信双方必须先建立连接才能进行数据的传输，双方都必须为该连接分配必要的系统内核资源，以管理连接的状态和连接上的传输。
双方间的数据传输都可以通过这一个连接进行。
完成数据交换后，双方必须断开此连接，以释放系统资源。
这种连接是一对一的，因此TCP不适用于广播的应用程序，基于广播的应用程序请使用UDP协议。
2. 可靠传输
- TCP采用发送应答机制
TCP发送的每个报文段都必须得到接收方的应答才认为这个TCP报文段传输成功
- 超时重传
发送端发出一个报文段之后就启动定时器，如果在定时时间内没有收到应答就重新发送这个报文段。
TCP为了保证不发生丢包，就给每个包一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的包发回一个相应的确认（ACK）；如果发送端实体在合理的往返时延（RTT）内未收到确认，那么对应的数据包就被假设为已丢失将会被进行重传。
- 错误校验
TCP用一个校验和函数来检验数据是否有错误；在发送和接收时都要计算校验和。
- 流量控制和阻塞管理
流量控制用来避免主机发送得过快而使接收方来不及完全收下。
TCP与UDP的不通点
- 面向连接（确认有创建三方交握，连接已创建才作传输。）
- 有序数据传输
- 重发丢失的数据包
- 舍弃重复的数据包
- 无差错的数据传输
- 阻塞/流量控制
UDP通信模型
udp通信模型中，在通信开始之前，不需要建立相关的链接，只需要发送数据即可，类似于生活中，"写信"
TCP通信模型
udp通信模型中，在通信开始之前，一定要先建立相关的链接，才能发送数据，类似于生活中，"打电话"
TCP注意点
- tcp服务器一般情况下都需要绑定，否则客户端找不到这个服务器
- tcp客户端一般不绑定，因为是主动链接服务器，所以只要确定好服务器的ip、port等信息就好，本地客户端可以随机
- tcp服务器中通过listen可以将socket创建出来的主动套接字变为被动的，这是做tcp服务器时必须要做的
- 当客户端需要链接服务器时，就需要使用connect进行链接，udp是不需要链接的而是直接发送，但是tcp必须先链接，只有链接成功才能通信
- 当一个tcp客户端连接服务器时，服务器端会有1个新的套接字，这个套接字用来标记这个客户端，单独为这个客户端服务
- listen后的套接字是被动套接字，用来接收新的客户端的链接请求的，而accept返回的新套接字是标记这个新客户端的
- 关闭listen后的套接字意味着被动套接字关闭了，会导致新的客户端不能够链接服务器，但是之前已经链接成功的客户端正常通信。
- 关闭accept返回的套接字意味着这个客户端已经服务完毕
- 当客户端的套接字调用close后，服务器端会recv解堵塞，并且返回的长度为0，因此服务器可以通过返回数据的长度来区别客户端是否已经下线
UDP/TCP流程
| UDP流程 | TCP客户端流程 | TCP服务器 |
|---|---|---|
| socket | socket | socket |
| bind | bind | bind |
| send/recv | connect | listen |
| close | close | accept |
| send/recv | ||
| close |
TCP三次握手
在UDP中, 一大特点是我们发的数据,接收端有没有收到我们并不知
而TCP的特点, 操作系统的底层会相互打交道告诉对方消息收到了
更详细的过程请看百度百科三次握手
| 缩写 | 全称 | 翻译 | 描述 |
|---|---|---|---|
| SYN | Synchronize Sequence Numbers | 同步序列编号 | TCP连接的第一个包，非常小的一种数据包。在客户机和服务器之间建立正常的TCP网络连接时，客户机首先发出一个SYN消息。 |
| ACK | Acknowledgement | 确认字符 | 在TCP/IP协议中，如果接收方成功的接收到数据，那么会回复一个ACK数据。 |
| SYN_SENT | Transmission Control Protocol, TCP | 传输控制协议 | SYN_SENT表示请求连接，当你要访问其它的计算机的服务时首先要发个同步信号给该端口，此时状态为SYN_SENT，如果连接成功了就变为ESTABLISHED，此时SYN_SENT状态非常短暂。 |
| SYN_RECV | SYN_RECV是指,服务端被动打开后,接收到了客户端的SYN并且发送了ACK时的状态。再进一步接收到客户端的ACK就进入ESTABLISHED状态。 | ||
| ESTABLISHED | 含义TCP:连接成功，establish的过去式 |
至于为什么是三次握手, 知乎上也有很多人解答TCP 为什么是三次握手，而不是两次或四次？
简单梳理一下流程
第一次握手
client(客户端)向server(服务器)发送一个SYN(同步序列编号) = j的包, 同时进入SYN_SENT状态, 等待服务器回复
第二次握手
server(服务器)收到client(客户端)的SYN(同步序列编号)包, 会进行确认得到ACK = j+1.与此同时自己也会发送一个(SYN(同步序列编号) = k)+ACK(确认字符)的包给client(客户端), 此时服务器进入SYN_RECV的状态, 等待客户端再次回复
第三次握手
client(客户端)收到server(服务器)的SYN(同步序列编号)+ACK(确认字符)包, 会再次向server(服务器)发送一个ACK(确认字符) = k+1确认包, 此包发送完毕，客户端会进入ESTABLISHED（TCP连接成功）状态. 如果服务器有收到这个ACK(确认字符), 服务器也进入ESTABLISHED（TCP连接成功）. 此时三次握手完毕.
图解如下