嵌入式Linux网络编程之：TCP/IP协议概述

图10.3就是这个流程的简单示意图。

图10.3TCP三次握手协议

TCP实体所采用的基本协议是滑动窗口协议。当发送方传送一个数据报时，它将启动计时器。当该数据报到达目的地后，接收方的TCP实体往回发送一个数据报，其中包含有一个确认序号，它表示希望收到的下一个数据包的顺序号。如果发送方的定时器在确认信息到达之前超时，那么发送方会重发该数据包。

（3）TCP数据包头。

图10.4给出了TCP数据包头的格式。

TCP数据包头的含义如下所示。

n 源端口、目的端口：16位长。标识出远端和本地的端口号。

图10.4TCP数据包头的格式

n 序号：32位长。标识发送的数据报的顺序。

n 确认号：32位长。希望收到的下一个数据包的序列号。

n TCP头长：4位长。表明TCP头中包含多少个32位字。

n 6位未用。

n ACK：ACK位置1表明确认号是合法的。如果ACK为0，那么数据报不包含确认信息，确认字段被省略。

n PSH：表示是带有PUSH标志的数据。接收方因此请求数据包一到便将其送往应用程序而不必等到缓冲区装满时才传送。

n RST：用于复位由于主机崩溃或其他原因而出现的错误连接。还可以用于拒绝非法的数据包或拒绝连接请求。

n SYN：用于建立连接。

n FIN：用于释放连接。

n 窗口大小：16位长。窗口大小字段表示在确认了字节之后还可以发送多少个字节。

n 校验和：16位长。是为了确保高可靠性而设置的。它校验头部、数据和伪TCP头部之和。

n 可选项：0个或多个32位字。包括最大TCP载荷，滑动窗口比例以及选择重发数据包等选项。

2．UDP

（1）概述。

UDP即用户数据报协议，它是一种无连接协议，因此不需要像TCP那样通过三次握手来建立一个连接。同时，一个UDP应用可同时作为应用的客户或服务器方。由于UDP协议并不需要建立一个明确的连接，因此建立UDP应用要比建立TCP应用简单得多。

UDP协议从问世至今已经被使用了很多年，虽然其最初的光彩已经被一些类似协议所掩盖，但是在网络质量越来越高的今天，UDP的应用得到了大大的增强。它比TCP协议更为高效，也能更好地解决实时性的问题。如今，包括网络视频会议系统在内的众多的客户/服务器模式的网络应用都使用UDP协议。

（2）UDP数据报头。

UDP数据报头如下图10.5所示。

n 源地址、目的地址：16位长。标识出远端和本地的端口号。

n 数据报的长度是指包括报头和数据部分在内的总的字节数。因为报头的长度是固定的，所以该域主要用来计算可变长度的数据部分（又称为数据负载）。

3．协议的选择

协议的选择应该考虑到以下3个方面。

（1）对数据可靠性的要求。

对数据要求高可靠性的应用需选择TCP协议，如验证、密码字段的传送都是不允许出错的，而对数据的可靠性要求不那么高的应用可选择UDP传送。

（2）应用的实时性。

TCP协议在传送过程中要使用三次握手、重传确认等手段来保证数据传输的可靠性。使用TCP协议会有较大的时延，因此不适合对实时性要求较高的应用，如VOIP、视频监控等。相反，UDP协议则在这些应用中能发挥很好的作用。

（3）网络的可靠性。

由于TCP协议的提出主要是解决网络的可靠性问题，它通过各种机制来减少错误发生的概率。因此，在网络状况不是很好的情况下需选用TCP协议（如在广域网等情况），但是若在网络状况很好的情况下（如局域网等）就不需要再采用TCP协议，而建议选择UDP协议来减少网络负荷。