TCP 传输控制协议笔记整理
一、网络模型
1. CS模型 (Client-Server)
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客户端(Client)：专用客户端程序
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服务器(Server)：提供服务
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特点：
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专用客户端
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使用自定义协议
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功能相对复杂
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资源在本地
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2. BS模型 (Browser-Server)
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浏览器(Browser)：通用客户端
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服务器(Server)：提供服务
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特点：
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通用客户端（浏览器）
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使用HTTP协议
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功能相对简单
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资源由服务器发送
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3. P2P模型 (Peer-to-Peer)
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特点：
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既是客户端也是服务器
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同时下载和上传
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网络下载工具常用
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新客户端可以从其他客户端下载数据
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二、TCP协议特点
1. 基本特征
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有连接：需要三次握手建立连接
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可靠传输：通过确认机制保证数据完整
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流式套接字：数据没有边界，连续有序
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全双工：双缓冲区，可同时收发
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感知断开：能感知对方断开（四次挥手）
2. 可靠性保证
1. 应答机制 (ACK) - 确认收到数据
2. 超时重传 - 未收到确认则重发
3. 实时性弱 - 为保证可靠牺牲实时性
4. 网络资源消耗大 - 需要更多资源维护连接3. 黏包问题
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现象：TCP数据无边界，接收方可能一次性接收多个数据包
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原因：发送方多次发送，接收方一次性接收
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解决方案：需要应用层协议定义数据边界
三、TCP函数详解
1. socket() - 创建套接字
int socket(int domain, int type, int protocol);参数：
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domain：地址族-
PF_INET/AF_INET：互联网程序 -
PF_UNIX/AF_UNIX：单机程序
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type：套接字类型-
SOCK_STREAM：流式套接字（TCP） -
SOCK_DGRAM：数据报套接字（UDP） -
SOCK_RAW：原始套接字（IP）
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protocol：协议，0表示自适应
2. bind() - 绑定地址
int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, socklen_t addrlen);功能：将套接字与地址绑定（服务器端）
3. listen() - 监听连接
int listen(int sockfd, int backlog);参数：
backlog：允许三次握手的排队数
4. accept() - 接受连接
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);参数说明：
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addr：客户端地址-
NULL：不关心客户端信息 -
非
NULL：存储客户端信息
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addrlen：地址长度-
addr为NULL时，该值也为NULL -
非
NULL时：len = sizeof(struct sockaddr)
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5. recv() - 接收数据
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);参数说明：
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sockfd：-
服务器：
accept()返回值 -
客户端：
socket()返回值
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flags：接收方式，0表示阻塞接收 -
返回值：实际接收的数据长度
6. send() - 发送数据
int send(int sockfd, const void *msg, size_t len, int flags);参数说明：
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sockfd：-
服务器：
accept()返回值 -
客户端：
socket()返回值
-
7. connect() - 连接服务器
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);功能：客户端连接服务器
四、TCP编程流程
服务器端流程：
socket() -> bind() -> listen() -> accept() -> recv()/send() -> close()客户端流程：
socket() -> connect() -> send()/recv() -> close()五、重要概念
1. 监听套接字 vs 通信套接字
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监听套接字：用于接受连接请求
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通信套接字：用于实际数据传输
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关系：一个监听套接字可生成多个通信套接字
2. 连接建立与断开
三次握手建立连接：
客户端 -> SYN -> 服务器
客户端 <- SYN+ACK <- 服务器
客户端 -> ACK -> 服务器
四次挥手断开连接：
主动方 -> FIN -> 被动方
被动方 <- ACK <- 被动方
被动方 -> FIN -> 主动方
主动方 <- ACK <- 主动方六、函数调用顺序表
| 步骤 | 服务器端 | 客户端 |
|---|---|---|
| 1 | socket() | socket() |
| 2 | bind() | |
| 3 | listen() | |
| 4 | accept() | connect() |
| 5 | recv()/send() | send()/recv() |
| 6 | close() | close() |
七、注意事项
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写阻塞：缓冲区满时会发生写阻塞（约64K）
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收发次数：发送次数和接收次数不需要对应
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地址处理 ：使用
inet_ntoa()和htons()进行地址转换 -
错误处理：所有网络函数都应检查返回值
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资源释放：使用完毕后关闭套接字和文件描述符
八、示例代码框架
服务器框架：
int main() {
// 1. 创建socket
int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
// 2. 绑定地址
struct sockaddr_in addr;
bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));
// 3. 监听
listen(sockfd, 5);
// 4. 接受连接
int connfd = accept(sockfd, NULL, NULL);
// 5. 通信
char buf[1024];
recv(connfd, buf, sizeof(buf), 0);
send(connfd, buf, strlen(buf), 0);
// 6. 关闭
close(connfd);
close(sockfd);
}客户端框架：
int main() {
// 1. 创建socket
int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
// 2. 连接服务器
struct sockaddr_in server_addr;
connect(sockfd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));
// 3. 通信
send(sockfd, "hello", 5, 0);
recv(sockfd, buf, sizeof(buf), 0);
// 4. 关闭
close(sockfd);
}