C 網路程式設計系列專題五 TCP程式設計

前言

前面專題的例子都是基於應用層上的http協議的介紹，現在本專題來介紹下傳輸層協議——tcp協議，主要介紹下tcp協議的工作過程和基於tcp協議的乙個簡單的通訊程式，下面就開始本專題的正文了。

一、tcp的工作過程

首先tcp是一種面向連線的，可靠的，基於位元組流的傳輸層通訊協議。tcp的工作過程可以分為三個階段：一、連線的建立；二、傳輸資料；三、斷開連線，下面就對這三個過程分別介紹下：

1.1 連線的建立

tcp的連線建立就像打**一樣，我們打**時，撥乙個號碼的號碼並不是立即就可以接通的，期間會有乙個「嘟嘟」的呼叫過程，這就好比是tcp協議的連線的建立階段。當我們用tcp編寫的程式，必須先建立tcp連線。tcp協議的連線建立通過三次握手來完成的，下面是在網上找的一張tcp三次握手的：

下面就對這三次握手簡單的介紹：

第一次握手：建立連線時，客戶端傳送syn包（seq=x）到伺服器，並進入syn_send狀態，等待伺服器確認

第二次握手：伺服器收到syn包，必須確認客戶的syn（ack=x+1），同時自己也傳送乙個syn包（seq=y），即syn+ack包，此時伺服器進入syn_recv狀態

第三次握手：客戶端收到伺服器的syn+ack包，向伺服器傳送確認包ack（ack=y+1）,此包傳送完畢，客戶端和伺服器進入established(建立)狀態，完成三次握手。

簡單理解三次握手就是傳送乙個檢驗包給對方然後互相確認，雙方都接到確認的乙個訊號時，這時候雙方就建立了連線（就像我們打**時，如果沒人說話時就會說下「喂」，說這句「喂」也就是希望得到對方的乙個確認，雖然這裡雙方已經建立了連線的，這裡只是更形象的說明下三次握手的過程）。

1.2 傳輸資料

雙方建立了連線，即在雙方建立了乙個通訊通道（就像一座橋一樣，在兩端建立了乙個通路，用橋來比喻通訊通道主要是因為最近有一則新聞：哈爾濱陽明灘大橋坍塌事件），建立連線之後，當然是傳輸我們需要傳輸的資料到對方的，這裡就開始簡單介紹下傳輸資料的過程。

利用tcp傳輸資料時，資料是以位元組流的形式進行傳輸，客戶端與伺服器端建立連線後，傳送方需要先將傳送的資料轉換為位元組流，然後將其傳送給對方，傳送資料時，可以通過程式不斷地將資料流陸續寫入tcp的傳送緩衝中，然後tcp自動從傳送緩衝中提取一定量的資料，將其組成tcp報文段傳送到ip層，再通過ip層（也就是網路層）之下的網路介面傳送出去；接受端從ip層接收到tcp報文段後，將其暫時儲存在接受緩衝中，然後我們通過程式依次讀取接受緩衝中的資料，從而達到相互通訊的目的（簡單的說就傳送方把資料轉換為資料流，再把資料流儲存在傳送緩衝中，然後傳輸層低層的協議從傳送緩衝中讀取資料把資料傳送出去，然後接收端從底層接受到資料把資料儲存在接收端的緩衝中，然後我們寫的程式只是從緩衝中依次讀取資料，然後顯示出來，在客戶端我們寫**做的事情是把資料寫入write寫入傳送端的緩衝中，然後伺服器端（接收端）用read方法在自己的緩衝中讀取資料，用一句話概括，tcp的傳輸就是對資料的寫——讀操作）括號中的內容只是我個人理解，因為這樣我感覺理解起來比較容易，對於剛開始接觸tcp的朋友可以這樣理解，然後再一句句話去擴充套件。

1.3 斷開連線

傳送完資料之後，最後就是斷開連線了，下面是網上斷開的連線的一張（斷開乙個連線需要經過四次握手）：

tcp的工作過程就分為上面三個過程，tcp程式設計是作為上層應用程式設計的基礎，就像之前專題中基於http協議的web伺服器，web瀏覽器，其傳輸層都用的是tcp協議進行傳輸的，還有基於ftp（檔案傳輸協議），imap（互動式郵件訪問協議） pop3（郵局協議的第3個版本）和smtp（簡單郵件傳輸協議）的網路應用其傳輸層都用的是tcp協議，而不是udp等其他傳輸層協議。

二、基於tcp協議的簡單通訊程式

這裡簡單實現了乙個客戶端與伺服器間的通訊程式，核心**為：

服務端開始監聽的方法：

/// /// 開始監聽
/// 
/// 
/// 
private void btnstartmonitor_click(object sender, eventargs e)
/// /// 接受請求
/// 
private void acceptclientconnect()
}catch
}

客戶端連線服務端方法：

/// /// 連線伺服器
/// 
/// 
/// 
private void btnconnect_click(object sender, eventargs e)
/// /// 連線伺服器
/// 
private void connecttoserver()
ipaddress ip = ipaddress.parse(txtipaddress.text);
_tcpclient = new tcpclient();
_tcpclient.connect(ip, int.parse(txtport.text));
//延時操作
thread.sleep(1000);
if (_tcpclient != null)
}catch
}

客戶端傳送訊息方法：

/// /// 傳送
/// 
/// 
/// 
private void btnsend_click(object sender, eventargs e)
/// /// 傳送訊息
/// 
/// 訊息
private void sendmessage(object message)
catch
if (_writer != null)
if (_tcpclient != null)
statusstripinfo.invoke(_showstatuscallback, "斷開了連線");}}

效果圖：

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