TCP协议详解：概念、特点与编程步骤
TCP协议详解：概念、特点与编程步骤
TCP（传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。本文将详细介绍TCP协议的基本概念、特点、与UDP的区别以及TCP和UDP的编程步骤。
目标
- 能够说出TCP创建连接、数据传送、终止连接的三个步骤
- 能够说出TCP是可靠传输的原因
- 能够说出TCP和UDP的区别
1. 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链接，才能发送数据，类似于生活中，"打电话"
2. TCP特点
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。
可靠传输
1）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
2）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。
3）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。
4)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。
3.TCP与UDP的不同点
- 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
TCP编程的一般步骤
TCP编程的服务器端一般步骤是：
- 创建一个socket，用函数socket()；
- 设置socket属性，用函数setsockopt(); * 可选
- 绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();
- 开启监听，用函数listen()；
- 接收客户端上来的连接，用函数accept()；
- 收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write();
- 关闭网络连接；
- 关闭监听；
TCP编程的客户端一般步骤是：
- 创建一个socket，用函数socket()；
- 设置socket属性，用函数setsockopt();* 可选
- 绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();* 可选
- 设置要连接的对方的IP地址和端口等属性；
- 连接服务器，用函数connect()；
- 收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write();
- 关闭网络连接；
UDP编程的一般步骤
与之对应的UDP编程步骤要简单许多，分别如下：
UDP编程的接收端一般步骤是：
- 创建一个socket，用函数socket()；
- 设置socket属性，用函数setsockopt();* 可选
- 绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();
- 循环接收数据，用函数recvfrom();
- 关闭网络连接；
UDP编程的发送端一般步骤是：
- 创建一个socket，用函数socket()；
- 设置socket属性，用函数setsockopt();* 可选
- 绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();* 可选
- 设置对方的IP地址和端口等属性;
- 发送数据，用函数sendto();
- 关闭网络连接；
4. 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"
5. TCP通信模型
tcp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"