TCP原理简单描述

TCP套接字中的I/O缓冲

套接字中存在缓冲区，在我们调用write与read函数时，并不是立即传输/接收数据，而是调用瞬间将数据移至输出缓冲区，或从输出缓冲区读取数据(有多少读多少)

调用write后被移动到缓冲区的数据在适当的时候传向(不管是一次传送还是多次传送)对方的输入缓冲区，这时对方的read函数开始从其输入缓冲区读取数据

注意:

函数write与windows中的send函数在数据移动到缓冲区时返回，而不是完成数据传输时返回，TCP保证对输出缓冲区数据的传输

 

 

缓冲区的特性

每个TCP套接字都有自己的单独的I/O缓冲区

I/O缓冲区在创建套接字时自动生成

即使关闭套接字也会继续输出缓冲区中遗留的数据

关闭套接字会丢失输入缓冲区中的数据

 

缓冲区的大小有限，却不会由于缓冲区溢出而丢失数据，因为TCP有滑动窗口技术来控制数据流参考博客http://blog.youkuaiyun.com/ljlstart/article/details/51340829

名词解释:

ACK ： TCP协议规定，只有ACK=1时有效，也规定连接建立后所有发送的报文的ACK必须为1

SYN(SYNchronization) ： 数据发送前传输的同步消息。当SYN=1而ACK=0时，表明这是一个连接请求报文。对方若同意建立连接，则应在响应报文中使SYN=1和ACK=1. 因此,  SYN置1就表示这是一个连接请求或连接接受报文。

FIN （finis）即完，终结的意思， 用来释放一个连接。当 FIN = 1 时，表明此报文段的发送方的数据已经发送完毕，并要求释放连接。 

三次握手：

套接字是以全双工的方式工作的，可以双向传输数据

 

 

首先由客户端套接字发出请求连接即 SYN=1 ACK=0，TCP规定SYN=1时不能携带数据，但要消耗一个序号,声明自己当前发送的数据包的序号是 seq=x 

然后服务器端套接字将向客户端首次传输的数据包的确认消息(ACK)和传递给客户端的为传输数据做准备的同步消息(SYN)捆绑发送(SYN + ACK) ，  Seq = Y表示当前向客户端发送的是第Y号数据包，ACK=X+1代表刚才传输的序号为X的数据包接收无误，可以传递序号为X+1的数据包

最后客户端再次确认，向服务器发送Seq=X+1 当前向服务器传送的是第X+1号数据包，ACK=Y+1刚才传输的序号为Y的数据包接收无误，可以传递序号为Y+1的数据包

 

在收发数据前向数据包分配序号并通报序号，可以防止数据丢失的情况，通过向数据包分配序号并确认，可以在数据丢失时马上查看并重传丢失的数据包

 

数据交换

经过三次握手，就可以开始数据交换了

假设客户端套接字两次向服务器端发送100字节数据包

客户端Seq = x                服务器端ACK=x+100+1

(此时服务器端的ACK值为X+101而不是X+1是因为需要对客户端传递的数据包大小进行确认，ACK号= SEQ号+ 传递的字节数+ 1 )

客户端Seq = x+100+1 服务器端ACK= (x+ x+100+1)+100+1

(服务器端的ACK的每次增量都在于其收到的字节数)

 

当传输过程中有数据包丢失时，如客户端向服务器发送Seq为X数据包丢失，过了一段时间(计时器发生超时)之后客户端仍未收到对于Seq为x的数据包的ACK确认(确认数据包的Seq为x+100+1)，客户端将重传该数据包

 

四次挥手

首先客户端套接字发送断开连接的消息FIN=1 Seq=u 

服务器端套接字发出确认收到消息ACK=1 Seq=v ACK=u+1以及缓冲区中剩余的数据

接着服务器端再次发出消息FIN=1 ACK=1 Seq=v+1 ACK=u+1 这一次ACK的值还是u+1，这是由于客户端接收ACK消息后未确认服务器端重传的

最后客户端ACK=1 Seq= u+1 ACK=V+2