TCP/IP详解(包含ack,seq)

前言

个人认为在web开发中，对于TCP/IP协议的理解是首当其冲的，在大多数框架的冲击下，使我们淡化了对于TCP/IP协议的理解。

理解好TCP/IP对于每个web开发者都是很有必要的。

TCP/IP协议

通常使用的网络（包括互联网）是在 TCP/IP 协议族的基础上运作 的。而 HTTP 属于它内部的一个子集。

 1.TCP/IP使用的是四层模型

①应用层--->②传输层(tcp协议)--->③网络层(IP协议)--->④数据链路层

 1.应用层

应用层决定了向用户提供应用服务时通信的活动。 TCP/IP 协议族内预存了各类通用的应用服务。比如，FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）和 DNS（Domain Name System，域 名系统）服务就是其中两类。 HTTP 协议也处于该层。

2.传输层

传输层对上层应用层，提供处于网络连接中的两台计算机之间的数据 传输。 在传输层有两个性质不同的协议：TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）和 UDP（User Data Protocol，用户数据报 协议）。

3.网络层（又名网络互连层）

网络层用来处理在网络上流动的数据包。数据包是网络传输的最小数 据单位。该层规定了通过怎样的路径（所谓的传输路线）到达对方计 算机，并把数据包传送给对方。 与对方计算机之间通过多台计算机或网络设备进行传输时，网络层所 起的作用就是在众多的选项内选择一条传输路线。

4.链路层（又名数据链路层，网络接口层）

用来处理连接网络的硬件部分。包括控制操作系统、硬件的设备驱 动、NIC（Network Interface Card，网络适配器，即网卡），及光纤等 物理可见部分（还包括连接器等一切传输媒介）。硬件上的范畴均在 链路层的作用范围之内。

 

利用 TCP/IP 协议族进行网络通信时，会通过分层顺序与对方进行通 信。发送端从应用层往下走，接收端则往应用层往上走。

我们用 HTTP 举例来说明，首先作为发送端的客户端在应用层 （HTTP 协议）发出一个想看某个 Web 页面的 HTTP 请求。

接着，为了传输方便，在传输层（TCP 协议）把从应用层处收到的数 据（HTTP 请求报文）进行分割，并在各个报文上打上标记序号及端 口号后转发给网络层。

在网络层（IP 协议），增加作为通信目的地的 MAC 地址后转发给链 路层。这样一来，发往网络的通信请求就准备齐全了。

接收端的服务器在链路层接收到数据，按序往上层发送，一直到应用 层。当传输到应用层，才能算真正接收到由客户端发送过来的 HTTP 请求。

 

 确保可靠性的TCP协议

 按层次分，TCP 位于传输层，提供可靠的字节流服务。

所谓的字节流服务（Byte Stream Service）是指，为了方便传输，将大 块数据分割成以报文段（segment）为单位的数据包进行管理。而可 靠的传输服务是指，能够把数据准确可靠地传给对方。一言以蔽之， TCP 协议为了更容易传送大数据才把数据分割，而且 TCP 协议能够 确认数据最终是否送达到对方。

确保数据能到达目标 为了准确无误地将数据送达目标处，TCP 协议采用了三次握手 （three-way handshaking）策略。用 TCP 协议把数据包送出去后，TCP 不会对传送后的情况置之不理，它一定会向对方确认是否成功送达。

若在握手过程中某个阶段莫名中断，TCP 协议会再次以相同的顺序发 送相同的数据包。

 

在第一次消息发送中，Client随机选取一个序列号(此处为X)作为自己的初始序号发送给Server；

第二次消息Server使用ACK对A的数据包进行确认，因为已经收到了序列号为X的数据包，准备接收序列号为X+1的包，同时B告诉A自己的初始序列号，就是seq=Y；

第三条消息Client告诉Server收到了Server的确认消息并准备建立连接，此时Client数据包的序号到Z，故seq=Z，而ACK=Y+1是表示Client正准备接收Server序列号为Y+1的数据包。

seq是数据包本身的序列号；ack是期望对方继续发送的那个数据包的序列号。

至此，一次连接就算完成了。

在http1.0中，每一次请求都会建立一次连接，而在http1.1中，通过头部keep-alive字段可设置长连接，在一次连接之内请求所有资源。