TCP/IP网络模型
最上层的是应用层，也就是我们日常可以接触到的，它会给数据添加对应的头部，并传输给传输层，应用层是我们日常会接触到的，比如HTTP，FTP，Telnet，DNS，SMTP。HTTPS默认端口是443.
传输层有两个协议：TCP和UDP，TCP常用于网络请求等可靠性要求高的场景下，UDP的特点是速度快，但可靠性较低，常用于VPN，域名查询的场景下。
TCP建立连接需要三次握手，客户端发送连接请求，服务器回应请求，客户端再次发送确认连接的请求。
客户端 ------SYN------>服务器（SYN=1，ACK=0，此时客户端还未连接，正发起连接请求）
客户端 <---SYN+ACK---服务器（SYN=1，ACK=1，此时服务器收到了连接请求，同意建立连接）
客户端 ------ACK------>服务器（SYN=0，ACK=1，连接已建立无需发送SYN去建立，只需发送ACK进行确认）
TCP断开连接需要四次挥手，客户端发送断开连接的请求，服务器回应请求表示可以，之后服务器再次发送断开连接的确认请求，客户端确认该请求。
客户端------FIN------>服务器（FIN=1，ACK=0，客户端发起断开连接的请求）
客户端<------ACK------服务器（FIN=0，ACK=1，服务器收到请求，向客户端确认请求，但还有部分数据未传完暂不断开）
客户端<------FIN------服务器（FIN=1，ACK=1，此时服务器的数据全部传输完成，可以断开连接）
客户端------ACK------>服务器（FIN=0，ACK=1，客户端确认收到了服务器的确认信息）
数据报文
数据报文是一次网络传输的基本单位，它包含多个部分：序列号，确认号，窗口，保留位，校验和。序列号用来打标记保证顺序是正确的，因为一次请求会被拆分为多个报文，确认号是告知接收方回应的标记，做到一一对应，保留字段包括刚刚提到的ACK，FIN，SYN，校验和是用来确认数据是否被篡改，如何无法通过校验会被丢弃，窗口是数据传输的吞吐量，受限于发送方和接收方的管道大小。
什么是拥塞窗口？
这是一种网络传输的过程，在初始阶段通信窗口的数量是成指数性增长，当达到临界值后，进行入拥塞避免阶段开始线性增长，当增长到出现丢包的情形时传输数量减半，并继续线性增长，如果接收到3次ACK请求，传输窗口的数量减半并加3，再进入线性增长。
网络层最常使用的是IP协议，这一层的职责是接收传输层的报文，将它封装为IP数据包，添加IP头。
两台电脑通过IP地址和端口号就可以建立Socket连接，一台电脑最多可以拥有2 ^ 16个端口。
通过在控制台中输入netstat -nao获取电脑的TCP和UDP连接，已经对应的PID。
Socket通信
Socket位于哪一层？
在 OSI 模型中，Socket 通常被认为是传输层的一部分，因为它直接与传输层协议（如 TCP 或 UDP）交互。
但从功能上看，Socket 更像是传输层和应用层之间的桥梁，因为它为应用层提供了访问传输层服务的接口。
如何用C#实现Socket通信？
这里需要用到一个第三方的类库TouchSocket，它比微软原生的Socket通信库多了很多功能，像是断点重连， 健康活性检验等等。
1、首先在Nuget上下载最新版的TouchSocket 3.1.1
2、创建一个TcpClient服务，进行事件绑定，配置插件，在Received事件中可以获取到服务器的反馈，发送数据通过Send方法
// TCP客户端
var _tcpClient = new TcpClient();
#region 事件绑定
_tcpClient.Connected = (client, e) =>
{
this.Invoke(new Action(() =>
{
this.richTextBoxMsgLog.AppendText($"连接到服务器".StringFormatLog() + Environment.NewLine);
}));
// 改变UI状态
this._isOpen = true;
this.Invoke(new Action(() => {
this.btnOpen.Text = "断开连接";
this.SwitchCheckBoxForSetting(false);
}));
return EasyTask.CompletedTask;
};
_tcpClient.Closed = (client, e) =>
{
this.Invoke(new Action(() =>
{
this.richTextBoxMsgLog.AppendText($"断开与服务器的连接".StringFormatLog() + Environment.NewLine);
}));
// 断开网络
this._tcpClient.Close();
this._isOpen = false;
this.Invoke(new Action(() => {
this.btnOpen.Text = "连接";
this.SwitchCheckBoxForSetting(true);
}));
return EasyTask.CompletedTask;
};
_tcpClient.Received = (client, e) =>
{
string mes = e.ByteBlock.Span.ToString(Encoding.UTF8);
this.Invoke(new Action(() =>
{
this.richTextBoxMsgLog.AppendText($"从服务器收到信息：{mes}".StringFormatLog() + Environment.NewLine);
}));
return EasyTask.CompletedTask;
};
#endregion
// 配置断开重连机制
var config = new TouchSocketConfig();
config.ConfigurePlugins(plugins =>
{
// 自动重连
plugins.UseTcpReconnection().UsePolling(TimeSpan.FromSeconds(1));
});
// 连接服务器
await this._tcpClient.SetupAsync(config);
await _tcpClient.ConnectAsync($"{ip}:{port}");3、创建一个TcpServer服务，用于接收客户端发送的消息，代码和客户端的差不多。
TcpService _service = new TcpService();
// 创建一个TCP服务器
_service.Connecting = (client, e) =>
{
return EasyTask.CompletedTask;
};
_service.Connected = (client, e) =>
{
this.Invoke(new Action(() =>
{
this.richTextBoxMsgLog.AppendText($"有客户端连接：{client.IP}:{client.Port}".StringFormatLog() + Environment.NewLine);
}));
return EasyTask.CompletedTask;
};
_service.Closing = (client, e) =>
{
return EasyTask.CompletedTask;
};
_service.Closed = (client, e) =>
{
this.Invoke(new Action(() =>
{
this.richTextBoxMsgLog.AppendText($"有客户端断开连接：{client.IP}:{client.Port}".StringFormatLog() + Environment.NewLine);
}));
return EasyTask.CompletedTask;
};
_service.Received = (client, e) =>
{
//从客户端收到信息
var mes = e.ByteBlock.Span.ToString(Encoding.UTF8);
this.Invoke(new Action(() =>
{
this.richTextBoxMsgLog.AppendText($"客户端：{client.IP}:{client.Port}，发送消息：{mes}".StringFormatLog() + Environment.NewLine);
}));
return EasyTask.CompletedTask;
};
var config = new TouchSocketConfig();
config.ConfigurePlugins(plugins =>
{
// 健康活性检验插件（CheckClearPlugin）用于检测当前连接是否有正常的数据交流，如果没有，则主动断开连接。
plugins.UseCheckClear().SetCheckClearType(CheckClearType.All).SetTick(TimeSpan.FromSeconds(60)).SetOnClose(async (c, t) =>
{
await c.ShutdownAsync(System.Net.Sockets.SocketShutdown.Both);
await c.CloseAsync("超时无数据");
});
});
await this._service.SetupAsync(config);
await this._service.StartAsync($"{ip}:{port}");
