golang實現(xiàn)簡單的tcp數(shù)據(jù)傳輸
前言
通過golang實現(xiàn)Tcp的連接與信息傳輸
本文主要介紹Tcp協(xié)議以及如何使用golang來建立一個簡單的tcp連接服務,并且實現(xiàn)信息的傳輸。
首先介紹什么是Tcp協(xié)議
Tcp協(xié)議是傳輸層的一個可靠數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,Tcp協(xié)議有以下幾個特點:
- 點對點的發(fā)送:一個發(fā)送方,一個接收方
- 可靠性: 可靠的、按序的字節(jié)流
- 流水線機制:TCP擁塞控制和流量控制機制設置滑動窗口尺寸
- 緩存窗口: 發(fā)送方/接收方可以進行緩存
- 全雙工:同一連接中能夠傳輸雙向數(shù)據(jù)流
- 面向連接:通信雙方在發(fā)送數(shù)據(jù)之前必須建立連接,在建立連接之后才能進行數(shù)據(jù)傳輸
- 連接狀態(tài)只在連接的兩端中維護,在沿途節(jié)點中并不維護狀態(tài)(端到端)
- TCP連接包括:兩臺主機上的緩存、連接狀態(tài)變量、socket等(雙方都要維護)
什么是可靠數(shù)據(jù)傳輸?
TCP在IP層提供的不可靠服務基礎上實現(xiàn)的可靠數(shù)據(jù)傳輸服務,基于流水線機制。當有發(fā)送端的數(shù)據(jù)丟失后,接收端不會不予理睬,而是重新會發(fā)送給發(fā)送方一個信號,請求重新發(fā)送該數(shù)據(jù)報。以此來確保數(shù)據(jù)的可靠性傳輸。這里只作簡單解釋可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c:
- 累計確認機制:當接收方接收到因為超時重傳的幀后,會傳輸當前累加后的(最大的)ACK序號。
- TCP使用單一重傳定時器(也就是SR定時器,只判斷ACK的那個幀進行定時處理)
- 觸發(fā)重傳的事件:超時、收到重復ACK
- 漸進式:暫不考慮重復ACK、暫不考慮流量控制、暫不考慮擁塞控制
TCP的快速重傳機制
如果TCP通道建立之后,數(shù)據(jù)在發(fā)送過程中丟失。TCP將會觸發(fā)快速重傳機制,下面是快速重傳機制的特點:
- 如果發(fā)生超時情況,而超時時間間隔過長,則需要等待很長時間。
- 當發(fā)送方接收到3個重復的ACK,就觸發(fā)快速重傳機制,直接重新發(fā)送這個幀數(shù)據(jù)。
簡單介紹TCP連接的三次握手和四次揮手
三次握手
- 客戶端希望與服務端建立TCP連接時,需要先發(fā)送一個
SYN
請求報文段給服務端,并告訴服務端自己的初始報文段序列號是多少。 - 服務端接收到這個報文后進行隨機選擇初始的報文段序列號,分配滑動窗口緩存空間大小。接著返回一個
SYNACK
響應報文段并且把服務端初始報文段序列號和滑動窗口緩存空間大小給客戶端表明我已經(jīng)接到你的請求了。 - 客戶端接收到
SYNACK
報文段后會答復一個ACK
報文段表明我已經(jīng)收到,可以建立連接了。同時會根據(jù)接收到的服務端的滑動窗口緩存空間大小,分配一個同樣大小的滑動窗口緩存空間用于發(fā)送。
四次揮手
- 客戶端進程發(fā)出連接釋放的報文FIN=1以及一個客戶端的序列號(該序列號等于最后一個傳進來的數(shù)據(jù)的序列號+1)給服務端,并進入
FIN_WAIT_1
的終止等待狀態(tài)。TCP規(guī)定FIN報文段即使不攜帶數(shù)據(jù),也要消耗一個序號。 - 服務端收到客戶端發(fā)來的請求報文和序列號后,響應給客戶端ACK=1確認報文段,服務端的報文序列號,以及ack=u+1。此時服務端進入
close_wait
狀態(tài)(關閉等待狀態(tài))。此時TCP通知上層應用進程,客戶端已經(jīng)準備關閉了,這時候處于版關閉狀態(tài)。這時如果向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù),客戶端仍然需要接收。這個狀態(tài)需要維持一段時間,如果期間有數(shù)據(jù)需要發(fā)送就進行發(fā)送。等待整個CLOSE_WAIT
狀態(tài)持續(xù)時間結束。 - 客戶端收到服務端發(fā)來的ACK=1確認報文后,進入
FIN_WAIT_2
的終止等待狀態(tài),等待服務端是否還有數(shù)據(jù)需要進行發(fā)送。 - 服務端發(fā)送完最后的數(shù)據(jù)之后,就向客戶端發(fā)送連接釋放報文,F(xiàn)IN=1,ack=u+1。由于在半關閉狀態(tài),服務器可能還會發(fā)送一些數(shù)據(jù),所以這時的序列號也會隨之改變。服務端發(fā)送完的報文序列號之后就進入
LAST_ACK
最后確認狀態(tài),等待客戶端進行確認。 - 客戶端收到服務端發(fā)送的連接釋放報文后必須發(fā)送確認ACK=1報文,以及自己的序列號給服務端表示已經(jīng)接收并進入
TIME-WAIT
(時間等待狀態(tài))注意此時客戶端并未關閉,而是經(jīng)過2*MSL(最長報文段壽命)的時間后,當客戶端撤銷相應的TCB之后才進入CLOSED
狀態(tài)。 - 服務端只要接收到客戶端的確認連接釋放報文,就立即進入
CLOSED
關閉狀態(tài),同樣撤銷掉了TCB之后就結束了這次的TCP連接。因此可以看出,(除非特殊情況)服務端關閉是要早于客戶端的。
golang實現(xiàn)簡單的tcp連接建立
服務端
主要分為3部分
- 建立tcp監(jiān)聽通道,指定監(jiān)聽端口
net.Listen("tcp", "127.0.0.1:4399") (Listener, error)
- 對通道進行監(jiān)聽
listen.Accept() (Conn, error)
- 關閉監(jiān)聽通道
defer listen.Close()
完整代碼
注意defer
語句一定要寫在錯誤處理之后。如果寫在錯誤之前,一旦發(fā)生了錯誤,該連接就不會被生成,進而執(zhí)行defer
語句的時候無法進行通道關閉。
package main import ( "fmt" "net" ) func handle(conn net.Conn) { defer conn.Close() var info [256]byte n, err := conn.Read(info[:]) if err != nil { fmt.Println("conn Read fail ,err = ", err) return } fmt.Println("client send info to server si : ", string(info[:n])) } func main() { // 1. 建立tcp連接監(jiān)聽通道 listen, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:4399") if err != nil { panic(err) } // 3. 關閉監(jiān)聽通道 defer listen.Close() fmt.Println("server is Listening") for { // 2. 進行通道監(jiān)聽 conn, err := listen.Accept() if err != nil { panic(err) } // 啟動一個協(xié)程去單獨處理該連接 go handle(conn) } }
客戶端
客戶端和服務端一樣,也分為三個部分
- 對指定通道進行連接
net.Dial("tcp", "127.0.0.1:4399") (Conn, error)
- 連接成功后發(fā)送數(shù)據(jù)
msg := "Hi, I am a client" conn.Write([]byte(msg))
- 發(fā)送完成后進行關閉連接
defer conn.Close()
完整代碼
在這里我只做了簡單的處理,將字符串轉化為字符切片通過Write
的方式發(fā)送給了服務端,并且該過程只進行了一次。如果需要多次持續(xù)建立連接并且發(fā)送,需要主動開啟一個for
循環(huán),并且設置循環(huán)結束條件。
package main import "net" func main() { // 1. 建立訪問通道 conn, err := net.Dial("tcp", "127.0.0.1:4399") if err != nil { panic(err) } defer conn.Close() msg := "Hi, I am a client" conn.Write([]byte(msg)) }
以上就是golang實現(xiàn)簡單的tcp數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑敿殐热?,更多關于golang tcp數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁Y料請關注腳本之家其它相關文章!
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