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众所周知，tcp/ip协议是一个在网络中使用广泛的协议，无论是局域网还是广域网，同时也是开放式的协议，几乎所有的网络设备都支持tcp/ip协议通信，甚至也可以使用gaoji语言通过socket进行编程进行通信。无论是办公室的场合，还是工业现场都能看到tcp/ip通信的身影。

tcp/ip协议从字面上看分成两个协议，即tcp协议和ip协议，分别位于iso/osi参考模型的第4层和第3层，结构简单，但协议却不简单。因为我们都知道tcp是面向连接的，可靠的通信协议，然而ip协议却恰恰相反，它是不可靠的通信协议。这里需要强调一下，ip是网际协议internetprotocol，而不能简单的理解成ip地址，因为对于大多数的工控工程师来说，ip地址是大家经常用到的，所以这样的想法是错误的。这里我就给大家解析以下，为什么两个看似矛盾的协议放在一起却出人意料的那么和谐！？

在iso/osi参考模型中，第三层ip的主要作用有两点，第一点是选路，也就是我们常说的路由，帮助ip数据从一个网段路由到另一个网段，这时ip地址就有用了。第二点就是分片，作为工控工程师，我们在做以太网通信时，应该知道以太网数据帧的长度是46-1500bytes，这是由以太网的物理特性决定的，通常1500bytes被称为数据链路层的大传输单元，即mtu。ip的数据报文从理论上大可以传输64kb数据，但是在以太网上的传输数据长度却不能，所以ip数据报大于1500b时，即大于mtu，发送方的ip报文即会被分解成若干片，这样每一片都小于或等于mtu的大小。而接收方则对这些报文的分片进行重组。然而，由于可能网络中各种状况的出现，例如其中一片丢失，整个ip报就不能完成重组，整个ip报就会丢弃，所以ip报是不可靠的传输协议。

而tcp则时可靠的传输协议，在iso/osi参考模型中，tcp采用了尽量分片的方法，避免ip在mtu分片所造成的不可靠的数据传输，这样也就避免了ip分片所造成数传时的数据丢失，增加重传数据包的机率。我们都知道，tcp通信需要建立通信连接，也就是我们常说的3次握手，在握手的时候，双方就协商了mss的大小，即maximumsegmentsize，也就是双方确定tcp大分节长度。这个值用来告诉对方，能够发送tcp分节的大小。而这个值是取其链路层mtu大小减去tcp头部大小和ip头部大小，即mss=mtu-tcp头部大小-ip头部大小。这样对于以太网的mss的大长度为1500-20-20=1460bytes。这样tcp的数据每次发送都不会超过1460b，到了数据链路层不会超过mtu的大小，那么ip报自然不会进行分片传输，这样就减少了tcp重传的机率。

tcp可靠的数据传输，除了mss的协商机制，那么还有一个重要的特性就是序列号确认机制，这两个特性基本上可以保证数据的可靠传输。在tcp分节报文中，包含顺序号和应答号的字段，数据重传和数据应答机制的基本前提就是对每个传输字节进行编号，即顺序号se。顺序号表示发送方已发送字节流的计数，接收方在成功接收到一个有效数据包后，发送一个确认应答数据包给发送方，应答数据包中包含的应答号acknumber即指已接收的数据长度+1，或者说已接收到的数据中的后一个字节的序列号+1，表示已期望接收的下一个字节的序列号。这个机制可以解决诸如数据在传输过程中破坏的问题，处理接收重复数据的问题，数据丢失的问题，以及处理接收端数据乱序的问题等等来保证可靠的数据传输。具体的大家可以查看tcp的协议手册。

这样tcp使用mss，不仅避免ip的不可靠的数据传输，而且使用序列号确认机制，可以的实现可靠的数据传输，而利用ip协议，可以完成数据在网络中的路由，实现数据在网络中自由穿梭，这样就实现了tcp和ip的完美结合！