TCP/IP连接的建立

实现简单的TCP/IP通信

1.概述
TCP是面向连接的通信协议。协议，是指为了通信而大家一起规定好的所有格式和规范。面向连接，是指TCP通信实现依赖于连接的存在，就像我们打电话一样，如果中间没有连接成功（电话打通），是不可能进行通信的。TCP的这种特性决定了它在网络通信中的可靠性。

2.几个名词解释
TCP/IP协议: 包含了一系列构成互联网基础的网络协议。这些协议最早发源于美国国防部的ARPA网项目。TCP/IP模型也被称作DoD模型(Department of Defense Model)。TCP/IP字面上代表了两个协议：TCP（传输控制协议）和IP（网际协议）。
服务器：服务器是网络环境中的高性能计算机，它侦听网络上的其他计算机（客户机）提交的服务请求，并提供相应的服务。为此，服务器必须具有承担服务并且保障服务的能力。
客户机：连接服务器的计算机。
IP地址：所谓IP地址就是给每个连接在Internet上的主机分配的一个32bit地址。
端口号：一个IP地址可以实现多种服务，不同服务占用不同的端口，端口由0~65535
之间的整数标识，就是端口号
2.TCP连接在应用层的建立过程
建立一个TCP连接，需要一个客户端和一个服务器端。客户端和服务器端的区别在于谁先发出请求，而谁在等待请求。一般来说，客户端首先发起请求，而服务器端这时在等待客户端的请求。
  1.) 服务器端创建一个ServerSocket对象，由ServerSocket来等待一个Socket对象。在建立ServerSocket对象时，要传入端口号这个参数。我们可以这样理解，ServerSocket对象就是某公司（IP）新部门（port）的一部座机，这个部门的有了这台座机，公就能处理业务了。这个过程中可能抛出一个异常，因为端口号是从0~65535的整数，如果在创建ServerSocket对象时传入了错误的参数，就会有异常抛出。
  2.) 由ServerSocket对象等待Socket对象的接入。当程序运行到这里会堵塞，意思是如果没有Socket对象的接入，ServerSocket就一直在那里等待，永远不会运行到下一行。如果有Sorket对象接入，我们就将它获取了。这个很好理解，一部电话如果没有人打进来，就永远不会有通话（这里电话只是服务器，不考虑它打电话的情况）。
  3.) 客户端创建一个Socket对象，传入IP和端口号两个参数。如果这一行执行成功，客户端就会得到一个Socket对象，同时，服务器的ServerSocket也结束了它的等待，得到了一个Socket对象。这就是客户打电话了，客户打电话的时候需要知道公司的电话号码（IP）和该部门的内网号码（port）。这个过程中也可能抛出异常：您播的是空号（IP地址不存在），对不起你打错了（你拨打的号码并不提供此服务，即输入的IP、port并没有一个Socket在等待）。如果这一步成功，客户端和服务器之间的连接就建立了。
  4.) 简单代码实例
    a) 服务器端
ServerSocket ssk = new ServerSocket(9090);  //建立一个ServerSocket对象
Socket client = ssk.accept();   //等待连接
    b) 客户端
Socket client = new client(“192.168.1.144”,9090);
3.TCP协议可靠性的保证（三次握手，四次断开）
TCP是一个面向连接的服务,面向连接的服务是电话系统服务模式的抽象,每一次完整的数据传输都必须经过建
立连接,数据传输和终止连接3个过程,TCP建立连接的过程称为三次握手,下面看一下三次握手的具本过程
TCP三次握手过程
a 主机A通过向主机B 发送一个含有同步序列号的标志位的数据段给主机B ,向主机B 请求建立连接,通过这个数据段,
主机A告诉主机B 两件事:我想要和你通信;你可以用哪个序列号作为起始数据段来回应我.
b主机B 收到主机A的请求后,用一个带有确认应答(ACK)和同步序列号(SYN)标志位的数据段响应主机A,也告诉主机A两件事:
我已经收到你的请求了,你可以传输数据了;你要用哪佧序列号作为起始数据段来回应我
c 主机A收到这个数据段后,再发送一个确认应答,确认已收到主机B 的数据段:"我已收到回复,我现在要开始传输实际数据了

这样3次握手就完成了,主机A和主机B 就可以传输数据了.
3次握手的特点
没有应用层的数据
SYN这个标志位只有在TCP建产连接时才会被置1
握手完成后SYN标志位被置0
TCP建立连接要进行3次握手,而断开连接要进行4次,这是由于TCP的半关闭造成的,因为TCP连接是全双工的(
即数据可在两个方向上同时传递)所以进行关闭时每个方向上都要单独进行关闭,这个单方向的关闭就叫半关闭.
关闭的方法是一方完成它的数据传输后,就发送一个FIN来向另一方通告将要终止这个方向的连接.当一端收到一个FIN,它必须
通知应用层TCP连接已终止了这个方向的数据传送,发送FIN通常是应用层进行关闭的结果.
4次断开
a 当主机A完成数据传输后,将控制位FIN置1,提出停止TCP连接的请求
b 主机B收到FIN后对其作出响应,确认这一方向上的TCP连接将关闭,将ACK置1
c由B 端再提出反方向的关闭请求,将FIN置1
d 主机A对主机B的请求进行确认,将ACK置1,双方向的关闭结束.
由TCP的三次握手和四次断开可以看出,TCP使用面向连接的通信方式,大大提高了数据通信的可靠性,使发送数据端
和接收端在数据正式传输前就有了交互,为数据正式传输打下了可靠的基础
名词解释
ACK TCP报头的控制位之一,对数据进行确认.确认由目的端发出,用它来告诉发送端这个序列号之前的数据段
都收到了.比如,确认号为X,则表示前X-1个数据段都收到了,只有当ACK=1时,确认号才有效,当ACK=0时,确认号无效,这时会要求重传数据,保证数据的完整性.
SYN 同步序列号,TCP建立连接时将这个位置1
FIN 发送端完成发送任务位,当TCP完成数据传输需要断开时,提出断开连接的一方将这位置