TCP协议

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TCP也叫传输控制协议（Transmission Control Protocol）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与UDP区别总结：

1、TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接

2、TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付

3、TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流;UDP是面向报文的

UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等）

4、每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信

5、TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小，只有8个字节
6、TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP则是不可靠信道

TCP的特点

1、面向连接

? TCP通信需要经过创建连接、数据传送、终止连接三个步骤。

? 在通信开始之前，先建立相关的链接，才能发送数据，类似于生活中，"打电话"。

? 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

? 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。

? 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。

TCP的优点： 可靠，稳定 TCP的可靠体现在TCP在传递数据之前，会有三次握手来建立连接，而且在数据传递时，有确认、窗口、重传、拥塞控制机制，在数据传完后，还会断开连接用来节约系统资源。

? ? ? ? ? ?TCP的缺点： 慢，效率低，占用系统资源高，易被 TCP在传递数据之前，要先建连接，这会消耗时间，而且在数据传递时，确认机制、重传机制、拥塞控制机制等都会消耗大量的时间，而且要在每台设备上维护所有的传输连接，事实上，每个连接都会占用系统的CPU、内存等硬件资源。 而且，因为TCP有确认机制、三次握手机制，这些也导致TCP容易被人利用，实现DOS、DDOS、CC等。

? ? ? ? ? UDP的优点： 快，比TCP稍安全 UDP没有TCP的握手、确认、窗口、重传、拥塞控制等机制，UDP是一个无状态的传输协议，所以它在传递数据时非常快。没有TCP的这些机制，UDP较TCP被者利用的漏洞就要少一些。但UDP也是无法避免的，比如：UDP Flood***……

? ? ? ? ? UDP的缺点： 不可靠，不稳定 因为UDP没有TCP那些可靠的机制，在数据传递时，如果网络质量不好，就会很容易丢包。 基于上面的优缺点，那么： 什么时候应该使用TCP： 当对网络通讯质量有要求的时候，比如：整个数据要准确无误的传递给对方，这往往用于一些要求可靠的应用，比如HTTP、HTTPS、FTP等传输文件的协议，POP、SMTP等邮件传输的协议。?

? ? ? ?常见使用TCP协议的应用如下： 浏览器，用的HTTP FlashFXP，用的FTP Outlook，用的POP、SMTP Putty，用的Telnet、SSH QQ文件传输

? ? ? ?UDP： 当对网络通讯质量要求不高的时候，要求网络通讯速度能尽量的快，这时就可以使用UDP。 比如，日常生活中，常见使用UDP协议的应用如下： QQ语音 QQ视频 TFTP

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"

TCP客户端构建流程

比如一个人想打10086求助人工服务。 tcp的客户端要比服务器端简单很多，客户端只需要找一个电话亭，拿起电话拨打即可。

示例代码：

1from?socket?import?*
2
3#?创建socket
4tcp_client_socket?=?socket(AF_INET,?SOCK_STREAM)
5
6#?目的信息
7server_ip?=?input("请输入服务器ip:")
8server_port?=?int(input("请输入服务器port:"))
9
10#?链接服务器
11tcp_client_socket.connect((server_ip,?server_port))
12
13#?提示用户输入数据
14send_data?=?input("请输入要发送的数据：")
15
16tcp_client_socket.send(send_data.encode("gbk"))
17
18#?接收对方发送过来的数据，最大接收1024个字节
19recvData?=?tcp_client_socket.recv(1024)
20print(‘接收到的数据为:‘,?recvData.decode(‘gbk‘))
21
22#?关闭套接字
23tcp_client_socket.close()

TCP服务端构建流程

在程序中，要完成一个tcp服务器的功能，需要的流程如下：

socket创建一个套接字；
bind绑定ip和port；
listen使套接字变为可以被动套接字；
accept取出一个客户端连接 用以服务；
recv/send接收发送数据；
示例代码

1from?socket?import?*
2
3#?创建socket
4tcp_server_socket?=?socket(AF_INET,?SOCK_STREAM)
5
6#?本地信息
7address?=?(‘‘,?7788)
8
9#?绑定
10tcp_server_socket.bind(address)
11
12#?使用socket创建的套接字
13tcp_server_socket.listen(128)
14
15#?如果有新的客户端来链接服务器，那么就产生一个新的套接字专门为这个客户端服务
16client_socket,?clientAddr?=?tcp_server_socket.accept()
17
18#?接收对方发送过来的数据
19recv_data?=?client_socket.recv(1024)
20print(‘接收到的数据为:‘,?recv_data.decode(‘gbk‘))
21
22#?发送一些数据到客户端
23client_socket.send("thank?you?!".encode(‘gbk‘))
24
25#?关闭为这个客户端服务的套接字
26client_socket.close()

TCP的3次握手

SYN

请求建立连接字段：1表示与对方要进行网络连接建立 ，0 表示默认没有连接建立请求。

ACK

确认控制字段：1表示上一次发送的数据对方接收了，0 表示没有接收到上次发送的数据信息。

seq

随机序列号。

TCP的4次挥手

FIN

请求断开连接字段：1表示与对方断开网络连接，0 表示默认没有断开连接请求。

ack

随机序号回复（ack=seq+1）。

ctl

控制字段号。

TCP的11种状态集

tcp/ip协议簇

为了把全世界的所有不同类型的计算机都连接起来，就必须规定一套全球通用的协议，为了实现互联网这个目标，互联网协议族（Internet Protocol Suite）就是通用协议标准。
互联网协议包含了上百种，最重要的是TCP和IP协议，所以，互联网的协议简称TCP/IP协议(族)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?TCP/IP协议传输示意图

TCP协议

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原文地址：http://blog.51cto.com/13649226/2299824