嵌入式Linux網(wǎng)絡(luò )編程之：TCP/IP協(xié)議概述

圖10.3就是這個(gè)流程的簡(jiǎn)單示意圖。

圖10.3TCP三次握手協(xié)議

TCP實(shí)體所采用的基本協(xié)議是滑動(dòng)窗口協(xié)議。當發(fā)送方傳送一個(gè)數據報時(shí)，它將啟動(dòng)計時(shí)器。當該數據報到達目的地后，接收方的TCP實(shí)體往回發(fā)送一個(gè)數據報，其中包含有一個(gè)確認序號，它表示希望收到的下一個(gè)數據包的順序號。如果發(fā)送方的定時(shí)器在確認信息到達之前超時(shí)，那么發(fā)送方會(huì )重發(fā)該數據包。

（3）TCP數據包頭。

圖10.4給出了TCP數據包頭的格式。

TCP數據包頭的含義如下所示。

n 源端口、目的端口：16位長(cháng)。標識出遠端和本地的端口號。

圖10.4TCP數據包頭的格式

n 序號：32位長(cháng)。標識發(fā)送的數據報的順序。

n 確認號：32位長(cháng)。希望收到的下一個(gè)數據包的序列號。

n TCP頭長(cháng)：4位長(cháng)。表明TCP頭中包含多少個(gè)32位字。

n 6位未用。

n ACK：ACK位置1表明確認號是合法的。如果ACK為0，那么數據報不包含確認信息，確認字段被省略。

n PSH：表示是帶有PUSH標志的數據。接收方因此請求數據包一到便將其送往應用程序而不必等到緩沖區裝滿(mǎn)時(shí)才傳送。

n RST：用于復位由于主機崩潰或其他原因而出現的錯誤連接。還可以用于拒絕非法的數據包或拒絕連接請求。

n SYN：用于建立連接。

n FIN：用于釋放連接。

n 窗口大?。?6位長(cháng)。窗口大小字段表示在確認了字節之后還可以發(fā)送多少個(gè)字節。

n 校驗和：16位長(cháng)。是為了確保高可靠性而設置的。它校驗頭部、數據和偽TCP頭部之和。

n 可選項：0個(gè)或多個(gè)32位字。包括最大TCP載荷，滑動(dòng)窗口比例以及選擇重發(fā)數據包等選項。

2．UDP

（1）概述。

UDP即用戶(hù)數據報協(xié)議，它是一種無(wú)連接協(xié)議，因此不需要像TCP那樣通過(guò)三次握手來(lái)建立一個(gè)連接。同時(shí)，一個(gè)UDP應用可同時(shí)作為應用的客戶(hù)或服務(wù)器方。由于UDP協(xié)議并不需要建立一個(gè)明確的連接，因此建立UDP應用要比建立TCP應用簡(jiǎn)單得多。

UDP協(xié)議從問(wèn)世至今已經(jīng)被使用了很多年，雖然其最初的光彩已經(jīng)被一些類(lèi)似協(xié)議所掩蓋，但是在網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量越來(lái)越高的今天，UDP的應用得到了大大的增強。它比TCP協(xié)議更為高效，也能更好地解決實(shí)時(shí)性的問(wèn)題。如今，包括網(wǎng)絡(luò )視頻會(huì )議系統在內的眾多的客戶(hù)/服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò )應用都使用UDP協(xié)議。

（2）UDP數據報頭。

UDP數據報頭如下圖10.5所示。

n 源地址、目的地址：16位長(cháng)。標識出遠端和本地的端口號。

n 數據報的長(cháng)度是指包括報頭和數據部分在內的總的字節數。因為報頭的長(cháng)度是固定的，所以該域主要用來(lái)計算可變長(cháng)度的數據部分（又稱(chēng)為數據負載）。

3．協(xié)議的選擇

協(xié)議的選擇應該考慮到以下3個(gè)方面。

（1）對數據可靠性的要求。

對數據要求高可靠性的應用需選擇TCP協(xié)議，如驗證、密碼字段的傳送都是不允許出錯的，而對數據的可靠性要求不那么高的應用可選擇UDP傳送。

（2）應用的實(shí)時(shí)性。

TCP協(xié)議在傳送過(guò)程中要使用三次握手、重傳確認等手段來(lái)保證數據傳輸的可靠性。使用TCP協(xié)議會(huì )有較大的時(shí)延，因此不適合對實(shí)時(shí)性要求較高的應用，如VOIP、視頻監控等。相反，UDP協(xié)議則在這些應用中能發(fā)揮很好的作用。

（3）網(wǎng)絡(luò )的可靠性。

由于TCP協(xié)議的提出主要是解決網(wǎng)絡(luò )的可靠性問(wèn)題，它通過(guò)各種機制來(lái)減少錯誤發(fā)生的概率。因此，在網(wǎng)絡(luò )狀況不是很好的情況下需選用TCP協(xié)議（如在廣域網(wǎng)等情況），但是若在網(wǎng)絡(luò )狀況很好的情況下（如局域網(wǎng)等）就不需要再采用TCP協(xié)議，而建議選擇UDP協(xié)議來(lái)減少網(wǎng)絡(luò )負荷。