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TCP/MQTT简单介绍

news 2025/10/12 14:15:46

TCP/IP模型

TCP的三次连接：

TCP四次挥手：

为什么握手必须三次：

为什么挥手四次：

MQTT协议：

TCP/IP模型

物理层（PHY）规定了传输信号所需要的物理电平、介质特征；

链路层（MAC）规定了数据帧能被网卡接收的条件，最常见的方式是利用网卡的 MAC 地址，发送方会在欲发送的数据帧的首部加上接收方网卡的 MAC 地址信息，接收方只有监听到属于自己的 MAC 地址信息后，才会去接收并处理该数据

网络层：网络层规定了主机的网络地址该如何定义网络层实现了数据在主机之间的传递

传输层：（TCP）可以区分数据包是属于哪一个应用程序的，可以说传输层实现了数据包端到端的传递。

另外，数据包在传输过程中可能会出现丢包、乱序和重复的现象，网络层并没有提供应对这些错误的机制，而传输层可以解决这些问题，如 TCP 协议

应用层：以下的工作完成了数据的传递工作，应用层则决定了你如何应用和处理这些数据，

TCP 客户端是创建传输控制块 TCB，然后向服务器发出连接请求报文，此时，TCP 客户端进程进入了 SYN-SENT（同步已发送状态）状态。（需要消耗序列号）
TCP 服务器收到请求报文后，如果同意连接，则发出确认报文。此时，TCP 服务器进程进入了 SYN-RCVD（同步收到）状态。（需要消耗序列号）
TCP 客户进程收到确认后，还要向服务器给出确认。确认报文；此时，TCP 连接建立，客户端进入 ESTABLISHED（已建立连接）状态。TCP 规定，（ACK 报文段可以携带数据，但是如果不携带数据则不消耗序号）
当服务器收到客户端的确认后也进入 ESTABLISHED （已建立）状态，此后双方就可以开始通信了。

客户端发出连接释放报文，并且停止发送数据；此时，客户端进入 FIN-WAIT-1（终止等待 1）状态。（消耗一个序号）
服务器收到连接释放报文，发出确认报文，此时，服务端就进入了 CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。这时候处于半关闭状态，客户端已经没有数据要发送了，但是服务器若发送数据，客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间。
客户端收到服务器的确认请求后，此时，客户端就进入 FIN-WAIT-2（终止等待 2）状态，等待服务器发送连接释放报文（在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据）。
服务器将最后的数据发送完毕后，就向客户端发送连接释放报文，由于在半关闭状态，服务器很可能又发送了一些数据，此时，服务器就进入了 LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。
客户端收到服务器的连接释放报文后，必须发出确认，客户端就进入了 TIME-WAIT（时间等待）状态。注意此时 TCP 连接还没有释放，必须经过 2∗ *∗MSL（最长报文段寿命）的
时间后，当客户端撤销相应的 TCB 后，才进入 CLOSED 状态。
服务器只要收到了客户端发出的确认，立即进入 CLOSED 状态。同样，撤销 TCB 后，就结束了这次的 TCP 连接。可以看到，服务器结束 TCP 连接的时间要比客户端早一些

TCP是面向连接的传输协议，是一对一的两点服务。

优点：TCP可靠稳定：会有三次握手来建立连接，而且在数据传递时，有确认、窗口、重传、拥塞控制机制，在数据传完之后，还会断开来连接用来节约系统资源

缺点：慢，容易被攻击，占用系统资源高

使用场景：传输一些对信号完整性，信号质量有要求的信息