⑴ TCP网络编程有什么特点
TCP编程和各基本的编程没有多大区别,主要的区别在于其中使用函数全是操作系统提供的
Tcp是一种面向连接的,可靠的字节流服务。(设有数据包编号与差错控制机制。)
特点:
由于网络的复杂性,传输信息时,数据包可能会丢失,差错控制中的确认机制在接收到数据包是发送确认信息,若是数据包丢失,则回发数据包编号,让对方重新发送;
由于网络的复杂性,传输信息时有多种网络传送途径可以选择,数据包被接收的顺序与发送顺序不同,可以根据数据包的编号,将数据包重组。
优点:网络连接是以点对点的形式,加上上述特点,保证了数据的安全性,数据包不会中途被劫。
缺点:耗费资源很多
补充:TCP(Transmission Control Protocol 传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议,由IETF的RFC 793定义。在简化的计算机网络OSI模型中,它完成第四层传输层所指定的功能,用户数据报协议(UDP)是同一层内另一个重要的传输协议。在因特网协议族(Internet protocol suite)中,TCP层是位于IP层之上,应用层之下的中间层。不同主机的应用层之间经常需要可靠的、像管道一样的连接,但是IP层不提供这样的流机制,而是提供不可靠的包交换。
⑵ TCP 和 UDP 在socket编程中的区别
UDP和TCP编程步骤也有些不同,如下:
TCP编程的服务器端一般步骤是:
1、创建一个socket,用函数socket();
2、设置socket属性,用函数setsockopt(); * 可选
3、绑定IP地址、端口等信息到socket上,用函数bind();
4、开启监听,用函数listen();
5、接收客户端上来的连接,用函数accept();
6、收发数据,用函数send()和recv(),或者read()和write();
7、关闭网络连接;
8、关闭监听;
TCP编程的客户端一般步骤是:
1、创建一个socket,用函数socket();
2、设置socket属性,用函数setsockopt();* 可选
3、绑定IP地址、端口等信息到socket上,用函数bind();* 可选
4、设置要连接的对方的IP地址和端口等属性;
5、连接服务器,用函数connect();
6、收发数据,用函数send()和recv(),或者read()和write();
7、关闭网络连接;
与之对应的UDP编程步骤要简单许多,分别如下:
UDP编程的服务器端一般步骤是:
1、创建一个socket,用函数socket();
2、设置socket属性,用函数setsockopt();* 可选
3、绑定IP地址、端口等信息到socket上,用函数bind();
4、循环接收数据,用函数recvfrom();
5、关闭网络连接;
UDP编程的客户端一般步骤是:
1、创建一个socket,用函数socket();
2、设置socket属性,用函数setsockopt();* 可选
3、绑定IP地址、端口等信息到socket上,用函数bind();* 可选
4、设置对方的IP地址和端口等属性;
5、发送数据,用函数sendto();
6、关闭网络连接;
⑶ 网络编程(五)TCP详解
考虑最简单的情况:两台主机之间的通信。这个时候只需要一条网线把两者连起来,规定好彼此的硬件接口,如都用 USB、电压 10v、频率 2.4GHz 等, 这一层就是物理层,这些规定就是物理层协议 。
我们当然不满足于只有两台电脑连接,因此我们可以使用交换机把多个电脑连接起来,如下图:
这样连接起来的网络,称为局域网,也可以称为以太网(以太网是局域网的一种)。在这个网络中,我们需要标识每个机器,这样才可以指定要和哪个机器通信。这个标识就是硬件地址 MAC。
硬件地址随机器的生产就被确定,永久性唯一。在局域网中,我们需要和另外的机器通信时,只需要知道他的硬件地址,交换机就会把我们的消息发送到对应的机器。
这里我们可以不管底层的网线接口如何发送,把物理层抽离,在他之上创建一个新的层次,这就是 数据链路层 。
我们依然不满足于局域网的规模,需要把所有的局域网联系起来,这个时候就需要用到路由器来连接两个局域网:
但是如果我们还是使用硬件地址来作为通信对象的唯一标识,那么当网络规模越来越大,需要记住所有机器的硬件地址是不现实的;
同时,一个网络对象可能会频繁更换设备,这个时候硬件地址表维护起来更加复杂。这里使用了一个新的地址来标记一个网络对象: IP 地址 。
通过一个简单的寄信例子来理解 IP 地址。
我住在北京市,我朋友 A 住在上海市,我要给朋友 A 写信:
因此,这里 IP 地址就是一个网络接入地址(朋友 A 的住址),我只需要知道目标 IP 地址,路由器就可以把消息给我带到。 在局域网中,就可以动态维护一个 MAC 地址与 IP 地址的映射关系,根据目的 IP 地址就可以寻找到机器的 MAC 地址进行发送 。
这样我们不需管理底层如何去选择机器,我们只需要知道 IP 地址,就可以和我们的目标进行通信。这一层就是 网络层 。网络层的核心作用就是 提供主机之间的逻辑通信 。
这样,在网络中的所有主机,在逻辑上都连接起来了,上层只需要提供目标 IP 地址和数据,网络层就可以把消息发送到对应的主机。
一个主机有多个进程,进程之间进行不同的网络通信,如边和朋友开黑边和女朋友聊微信。我的手机同时和两个不同机器进行通信。
那么当我的手机收到数据时,如何区分是微信的数据,还是王者的数据?那么就必须在网络层之上再添加一层: 运输层 :
运输层通过 socket(套接字),将网络信息进行进一步的拆分,不同的应用进程可以独立进行网络请求,互不干扰。
这就是运输层的最本质特点: 提供进程之间的逻辑通信 。这里的进程可以是主机之间,也可以是同个主机,所以在 android 中,socket 通信也是进程通信的一种方式。
现在不同的机器上的应用进程之间可以独立通信了,那么我们就可以在计算机网络上开发出形形式式的应用:如 web 网页的 http,文件传输 ftp 等等。这一层称为 应用层 。
应用层还可以进一步拆分出表示层、会话层,但他们的本质特点都没有改变: 完成具体的业务需求 。和下面的四层相比,他们并不是必须的,可以归属到应用层中。
最后对计网分层进行小结:
这里需要注意的是,分层并不是在物理上的分层,而是逻辑上的分层。通过对底层逻辑的封装,使得上层的开发可以直接依赖底层的功能而无需理会具体的实现,简便了开发。
这种分层的思路,也就是责任链设计模式,通过层层封装,把不同的职责独立起来,更加方便开发、维护等等。
TCP 并不是把应用层传输过来的数据直接加上首部然后发送给目标,而是把数据看成一个字节 流,给他们标上序号之后分部分发送。这就是 TCP 的 面向字节流 特性:
面向字节流的好处是无需一次存储过大的数据占用太多内存,坏处是无法知道这些字节代表的意义,例如应用层发送一个音频文件和一个文本文件,对于 TCP 来说就是一串字节流,没有意义可言,这会导致粘包以及拆包问题,后面讲。
前面讲到,TCP 是可靠传输协议,也就是,一个数据交给他,他肯定可以完整无误地发送到目标地址,除非网络炸了。他实现的网络模型如下:
对于应用层来说,他就是一个可靠传输的底层支持服务;而运输层底层采用了网络层的不可靠传输。虽然在网络层甚至数据链路层就可以使用协议来保证数据传输的可靠性,但这样网络的设计会更加复杂、效率会随之降低。把数据传输的可靠性保证放在运输层,会更加合适。
可靠传输原理的重点总结一下有: 滑动窗口、超时重传、累积确认、选择确认、连续 ARQ 。
停止等待协议
要实现可靠传输,最简便的方法就是:我发送一个数据包给你,然后你跟我回复收到,我继续发送下一个数据包。传输模型如下:
这种“一来一去”的方法来保证传输可靠就是 停止等待协议 (stop-and-wait)。不知道还记不记得前面 TCP 首部有一个 ack 字段,当他设置为 1 的时候,表示这个报文是一个确认收到报文。
然后再来考虑另一种情况:丢包。网络环境不可靠,导致每一次发送的数据包可能会丢失,如果机器 A 发送了数据包丢失了,那么机器 B 永远接收不到数据,机器 A 永远在等待。
解决这个问题的方法是: 超时重传 。当机器 A 发出一个数据包时便开始计时,时间到还没收到确认回复,就可以认为是发生了丢包,便再次发送,也就是重传。
但重传会导致另一种问题:如果原先的数据包并没有丢失,只是在网络中待的时间比较久,这个时候机器 B 会受到两个数据包,那么机器 B 是如何辨别这两个数据包是属于同一份数据还是不同的数据?
这就需要前面讲过的方法: 给数据字节进行编号 。这样接收方就可以根据数据的字节编号,得出这些数据是接下来的数据,还是重传的数据。
在 TCP 首部有两个字段:序号和确认号,他们表示发送方数据第一个字节的编号,和接收方期待的下一份数据的第一个字节的编号。
停止等待协议的优点是简单,但缺点是 信道利用率 太低。
假定AB之间有一条直通的信道来传送分组
这里的TD是A发送分组所需要的时间(显然TD = 分组长度 / 数据速率)再假定TA是B发送确认分组所需要的时间(A和B处理分组的时间都忽略不计)那么A在经过TD+RTT+TA时间后才能发送下一个分组,这里的RTT是往返时间,因为只有TD是采用来传输有用的数据(这个数据包括了分组首部,如果可以知道传输更精确的数据的时间,可以计算的更精确),所有信道利用率为
为了提高传输效率,发送方可以不使用低效率的停止等待协议,而是采用 流水线传输 :就是发送方可以 连续的发送多个分组 ,不必每发完一个分组就停下来等待对方的确认。这样可使信道上一直有数据不间断地在传送。显然这种传输方式可以获得很高的信道利用率
停止等待协议已经可以满足可靠传输了,但有一个致命缺点: 效率太低 。发送方发送一个数据包之后便进入等待,这个期间并没有干任何事,浪费了资源。解决的方法是: 连续发送数据包 。
也就是下面介绍的 连续ARQ协议 和 滑动窗口协议
连续 ARQ 协议
模型如下:
和停止等待最大的不同就是,他会源源不断地发送,接收方源源不断收到数据之后,逐一进行确认回复。这样便极大地提高了效率。但同样,带来了一些额外的问题:
发送是否可以无限发送直到把缓冲区所有数据发送完?不可以。因为需要考虑接收方缓冲区以及读取数据的能力。如果发送太快导致接收方无法接受,那么只是会频繁进行重传,浪费了网络资源。所以发送方发送数据的范围,需要考虑到接收方缓冲区的情况。这就是 TCP 的 流量控制 。
解决方法是: 滑动窗口 。基本模型如下:
在 TCP 的首部有一个窗口大小字段,他表示接收方的剩余缓冲区大小,让发送方可以调整自己的发送窗口大小。通过滑动窗口,就可以实现 TCP 的流量控制,不至于发送太快,导致太多的数据丢失。
连续 ARQ 带来的第二个问题是:网络中充斥着和发送数据包一样数据量的确认回复报文,因为每一个发送数据包,必须得有一个确认回复。提高网络效率的方法是: 累积确认 。
接收方不需要逐个进行回复,而是累积到一定量的数据包之后,告诉发送方,在此数据包之前的数据全都收到。例如,收到 1234,接收方只需要告诉发送方我收到 4 了,那么发送方就知道 1234 都收到了。
第三个问题是:如何处理丢包情况。在停止等待协议中很简单,直接一个超时重传就解决了。但,连续 ARQ 中不太一样。
例如:接收方收到了 123 567,六个字节,编号为 4 的字节丢失了。按照累积确认的思路,只能发送 3 的确认回复,567 都必须丢掉,因为发送方会进行重传。这就是 GBN(go-back-n) 思路。
但是我们会发现,只需要重传 4 即可,这样不是很浪费资源,所以就有了: 选择确认 SACK 。在 TCP 报文的选项字段,可以设置已经收到的报文段,每一个报文段需要两个边界来进行确定。这样发送方,就可以根据这个选项字段只重传丢失的数据了。
第四个问题是:拥塞控制的问题
也是通过窗口的大小来控制的,但是检测网络满不满是个挺难的事情,所以 TCP 发送包经常被比喻成往谁管理灌水,所以拥塞控制就是在不堵塞,不丢包的情况下尽可能的发挥带宽。
水管有粗细,网络有带宽,即每秒钟能发送多少数据;水管有长度,端到端有时延。理想状态下,水管里面的水 = 水管粗细 * 水管长度。对于网络上,通道的容量 = 带宽 * 往返时延。
如果我们设置发送窗口,使得发送但未确认的包为通道的容量,就能撑满整个管道。
如图所示,假设往返时间为 8 秒,去 4 秒,回 4 秒,每秒发送一个包,已经过去了 8 秒,则 8 个包都发出去了,其中前四个已经到达接收端,但是 ACK 还没返回,不能算发送成功,5-8 后四个包还在路上,还没被接收,这个时候,管道正好撑满,在发送端,已发送未确认的 8 个包,正好等于带宽,也即每秒发送一个包,也即每秒发送一个包,乘以来回时间 8 秒。
如果在这个基础上调大窗口,使得单位时间可以发送更多的包,那么会出现接收端处理不过来,多出来的包会被丢弃,这个时候,我们可以增加一个缓存,但是缓存里面的包 4 秒内肯定达不到接收端课,它的缺点会增加时延,如果时延达到一定程度就会超时重传
TCP 拥塞控制主要来避免两种现象,包丢失和超时重传,一旦出现了这些现象说明发送的太快了,要慢一点。
具体的方法就是发送端慢启动,比如倒水,刚开始倒的很慢,渐渐变快。然后设置一个阈值,当超过这个值的时候就要慢下来
慢下来还是在增长,这时候就可能水满则溢,出现拥塞,需要降低倒水的速度,等水慢慢渗下去。
拥塞的一种表现是丢包,需要超时重传,这个时候,采用快速重传算法,将当前速度变为一半。所以速度还是在比较高的值,也没有一夜回到解放前。
到这里关于 TCP 的可靠传输原理就已经介绍得差不多。最后进行一个小结:
当然,这只是可靠传输的冰山一角,感兴趣可以再深入去研究
⑷ Android服务器通信的几种方式详解
大 学学习网络基础的时候老师讲过,网络由下往上分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。通过初步的了解,我知道IP协议对应于网 络层,TCP协议对应于传输层,而HTTP协议对应于应用层,三者从本质上来说没有可比性,socket则是对TCP/IP协议的封装和应用(程序员层面 上)。也可以说,TPC/IP协议是传输层协议,主要解决数据如何在网络中传输,而HTTP是应用层协议,主要解决如何包装数据。关于TCP/IP和 HTTP协议的关系,网络有一段比较容易理解的介绍: “我们在传输数据时,可以只使用(传输层)TCP/IP协议,但是那样的话,如果没有应用层,便无法识别数据内容,如果想要使传输的数据有意义,则必须使 用到应用层协议,应用层协议有很多,比如HTTP、FTP、TELNET等,也可以自己定义应用层协议。WEB使用HTTP协议作应用层协议,以封装 HTTP文本信息,然后使用TCP/IP做传输层协议将它发到网络上。”
而我们平时说的最多的socket是什么呢,实际上socket是对TCP/IP协议的封装,Socket本身并不是协议,而是一个调用接口(API), 通过Socket,我们才能使用TCP/IP协议。实际上,Socket跟TCP/IP协议没有必然的联系。Socket编程接口在设计的时候,就希望也 能适应其他的网络协议。所以说,Socket的出现只是使得程序员更方便地使用TCP/IP协议栈而已,是对TCP/IP协议的抽象,从而形成了我们知道 的一些最基本的函数接口,比如create、listen、connect、accept、send、read和write等等。网络有一段关于 socket和TCP/IP协议关系的说法比较容易理解:“TCP/IP只是一个协议栈,就像操作系统的运行机制一样,必须要具体实现,同时还要提供对外 的操作接口。这个就像操作系统会提供标准的编程接口,比如win32编程接口一样,TCP/IP也要提供可供程序员做网络开发所用的接口,这就是 Socket编程接口。”
关于TCP/IP协议的相关只是,用博大精深来讲我想也不为过,单单查一下网上关于此类只是的资料和书籍文献的数量就知道,这个我打算会买一些经典的书籍 (比如《TCP/IP详解:卷一、卷二、卷三》)进行学习,今天就先总结一些基于基于TCP/IP协议的应用和编程接口的知识,也就是刚才说了很多的 HTTP和Socket。
CSDN上有个比较形象的描述:HTTP是轿车,提供了封装或者显示数据的具体形式;Socket是发动机,提供了网络通信的能力。
实际上,传输层的TCP是基于网络层的IP协议的,而应用层的HTTP协议又是基于传输层的TCP协议的,而Socket本身不算是协议,就像上面所说,它只是提供了一个针对TCP或者UDP编程的接口。
下面是一些经常在笔试或者面试中碰到的重要的概念,特在此做摘抄和总结。
一。什么是TCP连接的三次握手
第一次握手:客户端发送syn包(syn=j)到服务器,并进入SYN_SEND状态,等待服务器确认;
第二次握手:服务器收到syn包,必须确认客户的SYN(ack=j+1),同时自己也发送一个SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态;
第三次握手:客户端收到服务器的SYN+ACK包,向服务器发送确认包ACK(ack=k+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED状态,完成三次握手。
握手过程中传送的包里不包含数据,三次握手完毕后,客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下,TCP连接一旦建立,在通信双方中的任何一方主动关闭 连接之前,TCP 连接都将被一直保持下去。断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开TCP连接的请求,断开过程需要经过“四次握手”(过程就不细写了,就是服务器和客 户端交互,最终确定断开)
二。利用Socket建立网络连接的步骤
建立Socket连接至少需要一对套接字,其中一个运行于客户端,称为ClientSocket ,另一个运行于服务器端,称为ServerSocket 。
套接字之间的连接过程分为三个步骤:服务器监听,客户端请求,连接确认。
1。服务器监听:服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字,而是处于等待连接的状态,实时监控网络状态,等待客户端的连接请求。
2。客户端请求:指客户端的套接字提出连接请求,要连接的目标是服务器端的套接字。为此,客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字,指出服务器端套接字的地址和端口号,然后就向服务器端套接字提出连接请求。
3。 连接确认:当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时,就响应客户端套接字的请求,建立一个新的线程,把服务器端套接字的描述发给客户 端,一旦客户端确认了此描述,双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态,继续接收其他客户端套接字的连接请求。
三。HTTP链接的特点
HTTP协议即超文本传送协议(Hypertext Transfer Protocol ),是Web联网的基础,也是手机联网常用的协议之一,HTTP协议是建立在TCP协议之上的一种应用。
HTTP连接最显着的特点是客户端发送的每次请求都需要服务器回送响应,在请求结束后,会主动释放连接。从建立连接到关闭连接的过程称为“一次连接”。
四。TCP和UDP的区别(考得最多。。快被考烂了我觉得- -\\)
1。 TCP是面向链接的,虽然说网络的不安全不稳定特性决定了多少次握手都不能保证连接的可靠性,但TCP的三次握手在最低限度上(实际上也很大程度上保证 了)保证了连接的可靠性;而UDP不是面向连接的,UDP传送数据前并不与对方建立连接,对接收到的数据也不发送确认信号,发送端不知道数据是否会正确接 收,当然也不用重发,所以说UDP是无连接的、不可靠的一种数据传输协议。
2。也正由于1所说的特点,使得UDP的开销更小数据传输速率更高,因为不必进行收发数据的确认,所以UDP的实时性更好。
知 道了TCP和UDP的区别,就不难理解为何采用TCP传输协议的MSN比采用UDP的QQ传输文件慢了,但并不能说QQ的通信是不安全的,因为程序员可以 手动对UDP的数据收发进行验证,比如发送方对每个数据包进行编号然后由接收方进行验证啊什么的,即使是这样,UDP因为在底层协议的封装上没有采用类似 TCP的“三次握手”而实现了TCP所无法达到的传输效率。
⑸ android设备怎么设置tcpip
1. 使用USB数据线连接设备(此方法需配置adb环境变量,也可直接进入adb工具目录执行\android-sdk-windows\platform-tools\)。
2. 命令输入adb tcpip 5555 ( 5555为端口号,可以自由指定)。
3. 断开 USB数据,此时可以连接你需要连接的USB设备。
4. 再命令输入 adb connect <设备的IP地址>:5555
后面就可以使用ADB ,DDMS 来调试Android应用或显示Logcat 消息。
5. 如果需要恢复到USB数据线,可以在命令行输入adb usb
注: Android设备的IP地址可以通过(设置->关于手机->状态信息)查看