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前端应该了解的tcp知识

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tcp 的特点及组成格式

（tcp 是一个全双工的 单工、半双工（同时只有一个人在说话）、全双工） 三次握手和四次断开 缺陷和优点

  • 三次握手的目的 就是建立双向的链接 （实现了双方可以建立连接）
  1. 我可以和你发短信么
  1. 好的， 那我可以给你发消息么
  1. 可以呀
  • 四次断开是如何来的？
  1. 我们分手吧！
  1. 我收到了， （女生不能立刻发起分手的动作）

。。。。 正在发送其他消息

  1. 我们分手吧
  1. 对方确认 分手吧~

缺陷：tcp 每次传输一个数据段的时候 都要增加一个 20 字节的头部 （粘包）

名词解释

  • URG：紧急标志位，说明紧急指针有效；
  • ACK：确认标志位，多数情况下空，说明确认序号有效；
  • PSH：推标志位，置位时表示接收方应立即请求将报文交给应用层；
  • RST：复位标志，用于重建一个已经混乱的连接；
  • SYN：同步标志，该标志仅在三次握手建立TCP连接时有效
  • FIN：结束标志，带该标志位的数据包用于结束一个TCP会话。

node使用tcp通信

// server.js 模仿服务端接受消息
const net = require('net');
const server = net.createServer(function (socket) {
  socket.on('data', function (data) {
    // 客户端和服务端
    socket.write('hi'); // 服务端和客户端说 hi
  });
  socket.on('end', function () {
    console.log('客户端关闭');
  });
});
server.on('error', function (err) {
  console.log(err);
});
server.listen(8080); // 监听8080端口

// client.js 模仿客户端发送消息
const net = require("net"); // net 就是tcp模块
const socket = new net.Socket(); // 套接字  双工流
// 连接8080端口
socket.connect(8080, "localhost");
// 连接成功后给服务端发送消息
socket.on("connect", function (data) {
  //   socket.write("hello"); // 浏览器和客户端说 hello
  socket.end();
});
socket.on("data", function (data) {
  // 监听服务端的消息
  console.log(data.toString());
});
socket.on("error", function (error) {
  console.log(error);
});

使用wireshark监听8080端口

前端应该了解的tcp知识

1.握手的流程

客户端和服务端分别有一个序列号 seq = 0

客户端我的序列号是 0， seq = 0， 服务端要表示我收到了这个数据做应答 ack = 客户端 seq + 1, 并且告诉客户端服务端的 seq 是多少 seq = 0, ack = 1

客户端会收到 客户端的 ack = 服务端 seq + 1 ， 服务端响应给客户端的 ack 或作为客户端的 seq

握手后 ack = 1 seq = 1 (两个序号分别是客户端的序号和服务端序号的)

前端应该了解的tcp知识

前端应该了解的tcp知识

使用wireshark抓包工具可以清楚的看到整个握手过程

  • 客户端（端口号：63835）发送请求链接请求，此时客户端Seq = 0；
  • 服务端（端口号：8080）接受到消息，并做出应答，此时服务端Seq = 0，Ack = 0 + 1；
  • 客户端接受到消息，并作出应答，此时客户端Seq = 1， Ack = 1。

2.发送消息的过程

客户端和服务端说 hello -> 服务端要立刻响应

客户端的 seq=1 , ack 的值也是 1 长度为 5 个字节的大小的内容

服务端响应 ack = 客户端的 seq + len, 我的序号还是 seq = 1

服务端和客户端说 hi -> 客户端要响应

服务端的序列号是 seq= 1 , 我的 ack = 6， len = 2 我要发送两个字节的消息 客户端就收到消息要响应 ack = 服务端的 seq + 服务端的 len， 我的序号是是上次服务端 aqck 的值 seq = 6

tcp 如果发现对方没有响应，会认为数据丢失了 ，会重新发送

前端应该了解的tcp知识

前端应该了解的tcp知识

通信过程

  • 客户端向服务端发送“holle”共五个字节的内容，标志位添加PSH，Seq = 1，Ack = 1，Len = 5（这里是holle的字节长度）；
  • 服务端接受到内容，发送确认标志，此时Seq = 1（客户端发送的Ack），Ack = 6 （客户端发送的Seq + Len）；
  • 服务端向客户端发送“hi”共两个字节内容，标志位添加PSH，Seq = 1，Ack = 6，Len = 2（这里是hi的字节长度）
  • 客户端收到消息并作出应答，发送确认标志，此时Seq = 6（客户端发送的Ack），Ack = 3 （客户端发送的Seq + Len）；

3.断开也是双方的基础上+1

前端应该了解的tcp知识

前端应该了解的tcp知识

断开过程，其中红框内容为上次服务端发送的hi内容，其实这也代表着，即使是服务端发出端口的请求且服务端应答之后，但是在服务端发出断开请求之前，二者之间仍然可以进行通信。

  • 客户端请求断开链接，标志位添加FIN，Seq = 6，Ack = 3；
  • 服务端确认请求，Seq = 3，Ack = 7（客户端Seq + 1）；
  • 发送其它请求······
  • 服务端请求断开链接标志位添加FIN，Seq = 3，Ack = 7；
  • 客户端收到请求，Seq = 7， Ack = 4。

其实到了最后一步是有点儿问题的，就是客户端发送确认消息的时候，存在时丢包的可能性，如果丢包，服务端就会重复发送FIN请求，但是如果此时客户端关闭了就会导致服务端解析错误，从而导致在高并发非长链接的场景下会有大量的端口被占用。所以在客户端发送Ack请求之后，会等待一段时间关闭，以保证没有丢包。

转载自:https://juejin.cn/post/7182158024163721275
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