首先,TCP要为所发送的每一个报文段加上序列号,保证每一个报文段能被接收方接收,并只被正确的接收一次。
其次,TCP采用具有重传功能的积极确认技术作为可靠数据流传输服务的基础。这里“确认”是指接收端在正确收到报文段之后向发送端回送一个确认(ACK)信息。发送方将每个已发送的报文段备份在自己的缓冲区里,而且在收到相应的确认之前是不会丢弃所保存的报文段的。“积极”是指发送发在每一个报文段发送完毕的同时启动一个定时器,加入定时器的定时期满而关于报文段的确认信息还没有达到,则发送发认为该报文段已经丢失并主动重发。为了避免由于网络延时引起迟到的确认和重复的确认,TCP规定在确认信息中捎带一个报文段的序号,使接收方能正确的将报文段与确认联系起来。
最后,采用可变长的滑动窗口协议进行流量控制,以防止由于发送端与接收端之间的不匹配而引起的数据丢失。这里所采用的滑动窗口协议与数据链路层的滑动窗口协议在工作原理上完全相同,唯一的区别在于滑动窗口协议用于传输层是为了在端对端节点之间实现流量控制,而用于数据链路层是为了在相邻节点之间实现流量控制。TCP采用可变长的滑动窗口,使得发送端与接收端可根据自己的CPU和数据缓存资源对数据发送和接收能力来进行动态调整,从而灵活性更强,也更合理。
套接口,也叫“套接字”。是操作系统内核中的一个数据结构,它是网络中的节点进行相互通信的门户。它是网络进程的ID。网络通信,归根到底还是进程间的通信(不同计算机上的进程间通信)。在网络中,每一个节点(计算机或路由)都有一个网络地址,也就是IP地址。两个进程通信时,首先要确定各自所在的网络节点的网络地址。但是,网络地址只能确定进程所在的计算机,而一台计算机上很可能同时运行着多个进程,所以仅凭网络地址还不能确定到底是和网络中的哪一个进程进行通信,因此套接口中还需要包括其他的信息,也就是端口号(PORT)。在一台计算机中,一个端口号一次只能分配给一个进程,也就是说,在一台计算机中,端口号和进程之间是一一对应关系。所以,使用端口号和网络地址的组合可以唯一的确定整个网络中的一个网络进程。
例如,如网络中某一台计算机的IP为10.92.20.160,操作系统分配给计算机中某一应用程序进程的端口号为1500,则此时 10.92.20.160 1500就构成了一个套接口。
在网络技术中,端口大致有两种意思:一是物理意义上的端口,如集线器、交换机、路由器等用于连接其他网络设备的接口。二是指TCP/IP协议中的端口,端口号的范围从0~65535,一类是由互联网指派名字和号码公司ICANN负责分配给一些常用的应用程序固定使用的“周知的端口”,其值一般为0~1023.例如http的端口号是80,ftp为21,ssh为22,telnet为23等。还有一类是用户自己定义的,通常是大于1024的整型值。
每一个socket都用一个半相关描述{协议、本地地址、本地端口}来表示;一个完整的套接字则用一个相关描述{协议、本地地址、本地端口、远程地址、远程端口}来表示。socket也有一个类似于打开文件的函数调用,该函数返回一个整型的socket描述符,随后的连接建立、数据传输等操作都是通过socket来实现的;
如果称某个系统所采用的字节序为主机字节序,则它可能是小端模式的,也可能是大端模式的。而端口号和IP地址都是以网络字节序存储的,不是主机字节序,网络字节序都是大端模式。要把主机字节序和网络字节序相互对应起来,需要对这两个字节存储优先顺序进行相互转化。这里用到四个函数:htons(),ntohs(),htonl()和ntohl().这四个地址分别实现网络字节序和主机字节序的转化,这里的h代表host,n代表network,s代表short,l代表long。通常16位的IP端口号用s代表,而IP地址用l来代表。
通常用户在表达地址时采用的是点分十进制表示的数值(或者是为冒号分开的十进制Ipv6地址),而在通常使用的socket编程中使用的则是32位的网络字节序的二进制值,这就需要将这两个数值进行转换。这里在Ipv4中用到的函数有inet_aton()、inet_addr()和inet_ntoa(),而IPV4和Ipv6兼容的函数有inet_pton()和inet_ntop()。
通常,人们在使用过程中都不愿意记忆冗长的IP地址,尤其到Ipv6时,地址长度多达128位,那时就更加不可能一次性记忆那么长的IP地址了。因此,使用主机名或域名将会是很好的选择。主机名与域名的区别:主机名通常在局域网里面使用,通过/etc/hosts文件,主机名可以解析到对应的ip;域名通常是再internet上使用。
(注:这里需要联网才能访问。可以尝试用自己的虚拟机的主机名,利用命令hostname可以查看自己的主机名,用hostname –i可以查看主机名对应的ip地址。那么如何修改主机名呢?直接用hostname wangxiao只是暂时有效,重启之后就没有了,想要永久有效,需要修改/etc/sysconfig/network将HOSTNAME修改,当然要重启虚拟机。如果ip地址不对,你可以修改/etc/hosts这个文件,添加你自己的主机名对应的ip地址)
5. accept函数:接受远程计算机的连接请求,建立起与客户机之间的通信连接。服务器处于监听状态时,如果某时刻获得客户机的连接请求,此时并不是立即处理这个请求,而是将这个请求放在等待队列中,当系统空闲时再处理客户机的连接请求。当accept函数接受一个连接时,会返回一个新的socket标识符,以后的数据传输和读取就要通过这个新的socket编号来处理,原来参数中的socket也可以继续使用,继续监听其它客户机的连接请求。(也就是说,类似于移动营业厅,如果有客户打电线,此时服务器就会请求连接,处理一些事务之后,就通知一个话务员接听客户的电话,也就是说,后面的所有操作,此时已经于服务器没有关系,而是话务员跟客户的交流。对应过来,客户请求连接我们的服务器,我们服务器先做了一些绑定和监听等等操作之后,如果允许连接,则调用accept函数产生一个新的套接字,然后用这个新的套接字跟我们的客户进行收发数据。也就是说,服务器跟一个客户端连接成功,会有两个套接字。)
对于广播而言,广播用于一个主机对整个局域网上所有主机上的数据通信。广播只能用于客户机向服务器广播,因为客户机要指明广播的IP地址“192.168.0.255”和广播的端口号。服务器端bing的时候,绑定的端口号要跟广播的端口号是同一个。这样才能收到广播消息。实例请参考《udp_广播》。
对于多播而言,也称为“组播”,将网络中同一业务类型主机进行了逻辑上的分组,进行数据收发的时候其数据仅仅在同一分组中进行,其他的主机没有加入此分组不能收发对应的数据。单播和广播是两个极端,要么对一个主机进行通信,要么对整个局域网上的主机进行通信。实际情况下,经常需要对一组特定的主机进行通信,而不是整个局域网上的所有主机,这就是多播的用途。例如,我们通常所说的讨论组。IPv4多播地址采用D类IP地址确定多播的组。在Internet中,多播地址范围是从224.0.0.0到234.255.255.255。
多播的程序设计也要使用setsockopt()函数和getsockopt()函数来实现。其中对于setsockopt的第二个参数level不再是SOL_SOCKET,而是IPPROTO_IP;而且第三个参数optname常见的选项有:

