前一篇从编程角度说明了基于TCP的服务器端/客户端，这一篇主要详细描述TCP的必要理论知识和如何解决上一篇遗留的问题。
回声客户端可以提前知道接收的数据长度，但我们应该意识到，更多情况下这不太可能。既然如此，若无法预知接收数据长度时应如何收发数据？此时需要的就是应用层协议的定义。之前的回声服务器端/客户端中定义了如下协议。
“收到Q就立即终止连接。”
同样，收发数据过程中也需要定好规则（协议）以表示数据的边界，或提前告知收发数据的大小。服务器端/客户端实现过程中逐步定义的这些规则集合就是应用层协议。可以看出，应用层协议并不是高深莫测的存在，只不过是为特定程序的实现而制定的规则。
比如我们实现一个四则运算的程序，就需要有一下的协议：
1️⃣ 客户端连接到服务器端后以1字节整数形式传递待算数字个数。
2️⃣ 客户端向服务器端传递的每个整数型数据占4字节。
3️⃣ 传递整数型数据后接着传递运算符。运算符信息占用1字节。
4️⃣ 选择字符+、-、*之一传递。
5️⃣ 服务器端以4字节整型向客户端传回运算结果。
6️⃣ 客户端得到运算结果后终止与服务器端的连接。
2、TCP原理
TCP套接字的数据收发无边界。服务器端即使调用1次write函数传输40字节的数据，客户端也有可能通过4次read函数调用每次读取10字节。但此处也有一些疑问，服务器端一次性传输了40字节，而客户端居然可以缓慢地分批接收。客户端接收10字节后，剩下的30字节在何处等候呢？是不是像飞机为等待着陆而在空中盘旋一样，剩下30字节也在网络中徘徊并等待接收呢？
实际上，write函数调用后并非立即传输数据，read函数调用后也并非马上接收数据。更准确地说， write函数调用瞬间，数据将移至输出缓冲；read函数调用瞬间，从输入缓冲读取数据。
调用write函数是，数据将移到输出缓冲，在适当的时候（不管是分别传送还是一次性传送）传向对方的输入缓冲。这时对方将调用read函数从输入缓冲读取数据，这些I/O缓冲特性可调整如下。
1️⃣ I/O缓冲在每个TCP套接字中单独存在。
2️⃣ I/O缓冲在创建套接字时自动生成。
3️⃣ 即使关闭套接字也会继续传递输出缓冲中遗留的数据。
4️⃣ 关闭套接字将丢失输入缓冲中的数据。
那么，下面这种情况会引发什么事情？
“客户端输入缓冲为50字节，而服务器端传输了100字节。”
这的确是个问题，输入缓冲只有50字节，却收到了100字节的数据。可以提出如下解决方案：
“填满输入缓冲前迅速调用read函数读取数据，这样会腾出一部分空间，问题就解决了。”
当然，这只是一个小玩笑，马上给出结论：
“不会发生超过输入缓冲大小的数据传输。”
也就是说，根本不会发生这类问题，因为TCP会控制数据流。TCP中有滑动窗口（Sliding Window）协议，用对话方式呈现如下
1️⃣ 套接字A：“你好，最多可以向我传递50字节。”
2️⃣ 套接字B：“OK！”
1️⃣ 套接字A：“我腾出了20字节的空间，最多可以收70字节。”
2️⃣ 套接字B：“OK！”
数据收发也是如此，因此TCP不会 因为缓冲溢出而丢失数据。
TCP如何实现可靠传输呢，使数据不乱序，丢失，重复发送等，下面的内容会给你答案！
TCP套节从创建消失所经过过程分为如下3步。
1️⃣ 与对方套接字建立连接。
2️⃣ 与对方套接字进行数据交换。
3️⃣ 断开与对方套接字的连接。
2.1 TCP内部工作原理1： 与对方套接字建立连接
首先讲解与对象套接字建立连接的过程。连接过程中套接字之间的对话如下。
1️⃣ 套接字A：“你好，套接字B。我这儿有数据要传给你，建立连接吧。”
2️⃣ 套接字B：“好的，我这边已就绪。”
3️⃣ 套接字A：“谢谢你受理我的请求。”
TCP在实际通行过程中也会经过3此对话过程，因此，该过称又称三次握手。
相信学过计算机网络的都知道这个知识点，我们更加详细讲一下这个知识点：
套接字是以全双工（Full-duplex）方式工作的。也就是说，它可以双向传递数据。因此，收发数据前需要做一些准备。首先，请求连接的主机A向主机B传递如下信息：
[SYN] SEQ: 1000, ACK; -
该消息中SEQ为1000,ACK为空，而SEQ为1000的含义如下：
现传递的数据包序号为1000，如果接收无误，请通知我向您传递1001号数据包。“
这是首次请求连接时使用的消息，又称SYN。SYN是Synchronization的简写，表示收发数据前传输的同步消息。接下来主机B向A传递如下消息：
[SYN+ACK] SEQ: 2000, ACK: 1001
此时SEQ为2000,ACK为1001,而SEQ2000的含义如下：
”现传递的数据包序号为2000,如果接收无误，请通知我向您传递2001号数据包。“
而ACK 1001的含义如下：
”刚才传输的SEQ为1000的数据包接收无误，现在请传递SEQ为1001的数据包。“
对主机A首次传输的数据包的确认消息（ACK 1001）和为主机B传输数据做准备的同步消息（SEQ 2000）捆绑发送，因此，此种类型的消息又称SYN+ACK。
收发数据前向数据分配序号，并向对方通报此序号，这都是为防止数据丢失所做的准备。 因此，TCP可以保证可靠的数据传输。最后观察主机A向主机B传输的消息：
[ACK] SEQ: 1001, ACK: 2001
之前也讨论过，TCP连接过称中发送数据包时需分配序号。在之前的序号1000的基础上加1，也就是分配1001.此时该数据包传递如下消息：
”已正确收到传输的SEQ为2000的数据包，现在可以传输SEQ为2001的数据包。“
这样就传输了添加ACK 2001的ACK消息。至此，主机A和主机B确认了彼此均就绪。
仔细一看，发现非常神奇，双方通过三次互动确认信息。通过向数据包分配序号并确认，可以在数据丢失时马上查看并重传丢失的数据包。
2.2TCP内部工作原理2：与对方主机的数据交换
通过第一步三次握手过程完成了数据交换准备，下面就正式开始收发数据。
上图给出了主机A分2次（分2个数据包）向主机B传递200字节的过程。首先，主机A通过1个数据包发送100个字节的数据，数据包的SEQ为1200.主机B为了确认这一点，向主机A发送ACK1301消息。
此时的ACK号为1301而非1201,原因在于ACK号的增量为传输的数据字节数。假设每次ACK号不加传输的字节数，这样虽然可以确认数据包的传输，但无法明确100字节全部正确传递还是丢失了一部分，比如只传递了80字节。因此按如下公式传递ACK消息：
ACK号——>SEQ号 + 传递的字节数 + 1
与三次握手协议相同，最后加1为了告诉对方下次要传递的SEQ号。下面分析传递过程中数据包消失的情况：
通过SEQ 1301数据包向主机B传递100字节数据。但中间发生了错误，主机B未收到。经过一段时间后，主机A仍未收到对于SEQ 1301的ACK确认，因此试着重传该数据包。为了完成数据包重传，TCP套接字启动计时器以等待ACK应答。若相应计时器发生超时（Time-out）则重传。
2.3TCP的内部工作原理3：断开与套接字的连接
TCP套接字的结束过程也非常优雅。如果对方还有数据需要传输时直接断掉连接会出问题，所以断开连接时需要双方协商。断开连接时双方对话如下。
1️⃣ 套接字A：“我希望断开连接。”
2️⃣ 套接字B：“哦，是吗？请稍等。”
3️⃣ 套接字B：“我也准备就绪，可以断开连接。”
4️⃣ 套接字A：“好的，谢谢合作。”
先由套接字A向套接字B传递断开连接的消息，套接字B发出确认收到的消息，然后向套接字A传递可以断开连接的消息，套接字A同样发出确认消息。
数据包内的FIN表示断开连接。也就是说，双方各发送1此FIN消息后断开连接。此过程经历4个阶段，因此又称四次握手。SEQ和ACK的含义与之前讲解的内容一致。向主机A传递了两次ACK 5001,也许这会让各位感到困惑。其实，第二次FIN数据包中的ACK 5001知识因为接收ACK消息后未接收数据而重传的。
我发现这个确认重传机制很有意思，只要发送方没收到确认ACK，就会再次发送，保证了可靠传输的进行。