2 用电信号传输TCP/IP数据

• 1 创建套接字
• 2 连接服务器
• 3 收发数据

1 创建套接字

浏览器、邮件等一般应用程序收发数据时用 TCP；
DNS 查询等收发较短的控制数据时用 UDP

网络包：网络中的数据会被切分成几十字节到几千字节的小块，每一个小数据块被称为一个包

IP 中还包括 ICMPA 协议和 ARPB 协议。

• ICMP 用于告知网络包传送过程中产生的错误以及各种控制消息
• ARP 用于根据 IP 地址查询相应的以太网 MAC 地址

IP 下面的网卡驱动程序负责控制网卡硬件，而最下面的网卡则负责完成实际的收发操作，也就是对网线中的信号执行发送和接收的操作

在协议栈内部有一块用于存放控制信息的内存空间，这里记录了用于控制通信操作的控制信息，例如通信对象的 IP 地址、端口号、通信操作的进行状态等。本来套接字就只是一个概念而已，并不存在实体，如果一定要赋予它一个实体，我们可以说这些控制信息就是套接字的实体，或者说存放控制信息的内存空间就是套接字的实体

协议栈是根据套接字中记录的控制信息来工作的

创建套接字时，首先分配一个套接字所需的内存空间，然后向其中写入初始状态

2 连接服务器

以太网头部又称“MAC 头部”

通信操作中使用的控制信息分为两类。

1. 头部中记录的信息
2. 套接字（协议栈中的内存空间）中记录的信息

连接操作的第一步是在 TCP 模块处创建表示连接控制信息的头部。
通过 TCP 头部中的发送方和接收方端口号可以找到要连接的套接字

3 收发数据

MTU：一个网络包的最大长度，以太网中一般为 1500 字节。
MSS：除去头部之后，一个网络包所能容纳的 TCP 数据的最大长度

MTU：Maximum Transmission Unit，最大传输单元

MSS：Maximum Segment Size，最大分段大小。 TCP 和 IP 的头部加起来一般是 40 字节，因此 MTU 减去这个长度就是 MSS。例如，在以太网中，MTU 为 1500，因此 MSS 就 是 1460。TCP/IP 可以使用一些可选参数
（protocol option），如加密等，这时头部的长度会增加，那么 MSS 就会随着头部长度增加而相应缩短

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应用程序的数据一般都比较大，因此 TCP 会按照网络包的大小对数据进行拆分

IP 模块会在网络包前面添加 IP 头部和以太网的 MAC 头部后发送网络包

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我们在前面讲连接操作的时候说过 SYN 为 1 表示进行连接，这是因为将SYN 设为 1 并告知初始序号这一操作仅在连接过程中出现，因此发送SYN 为 1 的网络包就表示发起连接的意思。实际上，SYN 是 Synchronize（同步）的缩写，意思是通过告知初始序号使通信双方保持步调一致，以便完成后续的数据收发检查，这才是 SYN 原本的含义

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序号和 ACK 号的交互

网卡、集线器、路由器都没有错误补偿机制，一旦检测到错误就直接丢弃相应的包。应用程序也是一样，因为采用 TCP 传输，即便发生一些错误对方最终也能够收到正确的数据，所以应用程序只管自顾自地发送这些数据就好了

不过，如果发生网络中断、服务器宕机等问题，那么无论 TCP 怎样重传都不管用。这种情况下，无论如何尝试都是徒劳，因此 TCP 会在尝试几次重传无效之后强制结束通信，并向应用程序报错

通过“序号”和“ACK 号”可以确认接收方是否收到了网络包

所谓滑动窗口，就是在发送一个包之后，不等待 ACK 号返回，而是直接发送后续的一系列包。这样一来，等待 ACK 号的这段时间就被有效利用起来了

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滑动窗口与接收缓冲区