TCP 协议

TCP 是面向连接、可靠的传输层协议。

特点：

  • 面向连接
  • 可靠传输
  • 有序传输
  • 面向字节流
  • 有流量控制
  • 有拥塞控制

适合：

  • HTTP/HTTPS
  • 文件传输
  • 数据库连接
  • 邮件传输

TCP 三次握手

建立连接需要三次握手：

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客户端                           服务端
  | -------- SYN -------------> |
  | <----- SYN + ACK ---------- |
  | -------- ACK -------------> |

目的：

  • 确认双方收发能力正常
  • 协商初始序列号

TCP 四次挥手

关闭连接通常需要四次挥手：

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主动关闭方                       被动关闭方
  | -------- FIN -------------> |
  | <------- ACK -------------- |
  | <------- FIN -------------- |
  | -------- ACK -------------> |

注意：

  • TCP 是全双工协议
  • 一方关闭发送方向，不代表另一方也立即关闭

TCP 粘包与拆包

TCP 是字节流协议，不保留消息边界。

例如客户端发送：

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send("hello")
send("world")

服务端可能收到：

1
"helloworld"

也可能收到：

1
2
"hel"
"loworld"

解决方法：

方法一：固定长度

每个包长度固定。

方法二：特殊分隔符

例如以 \n 作为消息结束。

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2
hello\n
world\n

方法三：长度字段

包头包含数据长度。

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| 4字节长度 | 数据内容 |

示例：

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#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <cstring>

bool sendPacket(int fd, const std::string& data) {
    uint32_t len = htonl(data.size());

    if (send(fd, &len, sizeof(len), 0) != sizeof(len)) {
        return false;
    }

    if (send(fd, data.data(), data.size(), 0) != (ssize_t)data.size()) {
        return false;
    }

    return true;
}

实际工程中还需要处理 send() 没有一次性发送完的情况。

UDP 协议

UDP 是无连接、不可靠、面向数据报的传输层协议。

特点：

  • 无连接
  • 不保证可靠
  • 不保证顺序
  • 不保证不重复
  • 保留消息边界
  • 开销小、速度快

适合：

  • DNS
  • 直播
  • 语音/视频通话
  • 游戏同步
  • 局域网广播

TCP 与 UDP 对比

对比项 TCP UDP
是否连接 面向连接 无连接
可靠性 可靠 不可靠
顺序 保证顺序 不保证
消息边界 无，字节流 有，数据报
速度 较慢 较快
使用场景 文件、网页、数据库 视频、游戏、DNS

HTTP 简介

HTTP 是应用层协议，通常基于 TCP。

常见方法：

方法 说明
GET 获取资源
POST 提交数据
PUT 更新资源
DELETE 删除资源

HTTP 报文格式：

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GET /index.html HTTP/1.1
Host: example.com

HTTP 响应：

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2
3
4
5
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html
Content-Length: 13

Hello, world!