以太網 TCP 通信是上位機開發中常用的通信方式，西門子 S7 通信、三菱 MC 通信以及 MQTT、OPC UA、Modbus TCP 等都是其典型應用。為幫助大家更好地理解 TCP 通信，我整理了一套常見問題匯總。

一、OSI參考模型與TCP/IP參考模型

基于TCP/IP的參考模型將協議分成四個層次，它們分別是鏈路層、網絡層、傳輸層和應用層。下圖表示TCP/IP模型與OSI模型各層的對照關系。

TCP/IP模型是在OSI參考模型的基礎上做了一定的精簡，形成一個4層模型。在層次關系上，兩者都采用了分層體系結構，都是對等的層間通信，不同之處在于TCP/IP參考模型比OSI參考模型層次更清晰簡練，在功能上，兩者差別不大，都是為了實現兩個或多個終端之間的通信。

那么，TCP通信位于網絡模型的哪一層？TCP是一種面向連接的、可靠的、基于字節流的傳輸層通信協議，TCP是為了在不可靠的互聯網絡上提供可靠的端到端字節流而專門設計的一個傳輸協議。

二、TCP/IP協議與Socket是什么關系？

TCP/IP只是一個協議棧，如果想要實現TCP通信，還需要提供對外的操作接口，就像操作系統提供Win32編程接口一樣。TCP/IP也要提供可供程序員做網絡開發所用的接口，這就是Socket編程接口。

所以，Socket跟TCP/IP并沒有必然的聯系，Socket不屬于網絡分層中的任何一層，而是位于應用層/會話層和傳輸層之間的抽象接口層。Socket的出現是為了將TCP/IP協議族的復雜操作封裝成簡單的API方法進行調用，比如Connect/Send/Receive等。

三、TCP與UDP之間的區別聯系？

傳輸層有兩種協議，分別是TCP與UDP，它們之間的主要區別在于可靠性與效率。

TCP是面向連接的協議，通過三次握手建立可靠通道，提供數據不丟、不錯、不亂序的保證，并具備流量和擁塞控制，但因此開銷較大、速度相對較慢，適用于要求高可靠性的場景（如文件傳輸、工業控制指令）；

而UDP是無連接協議，直接發送數據報，不保證可靠交付，可能丟失、重復或亂序，也不進行流量控制，但正因如此開銷極小、傳輸速度極快、延遲低，適用于實時性要求高、能容忍少量丟包的應用（如視頻流、語音通話、實時狀態讀?。?/p>

四、如何理解TCP三次握手過程？

TCP是面向連接的，無論哪一方向另一方發送數據之前，都必須先在雙方之間建立一條連接。在TCP/IP協議中，TCP協議提供可靠的連接服務，連接是通過三次握手進行初始化的。三次握手的目的是同步連接雙方的序列號和確認號并交換 TCP窗口大小信息。

為什么握手必須三次？TCP 建立連接時，通過三次握手能防止歷史連接的建立，能減少雙方不必要的資源開銷，能幫助雙方同步初始化序列號。序列號能夠保證數據包不重復、不丟棄和按序傳輸。兩次握手：無法防止歷史連接的建立，會造成雙方資源的浪費，也無法可靠的同步雙方序列號；四次握手：三次握手就已經理論上最少可靠連接建立，所以不需要使用更多的通信次數。

五、如何理解TCP四次揮手過程？

當客戶端和服務器通過三次握手建立了TCP連接以后，當數據傳送完畢，要斷開TCP連接，那對于TCP的斷開連接，這里就有了神秘的“四次分手”。

為什么揮手需要四次？

1、關閉連接時，客戶端向服務端發送 FIN 時，僅僅表示客戶端不再發送數據了但是還能接收數據。

2、服務器收到客戶端的 FIN 報文時，先回一個 ACK 應答報文，而服務端可能還有數據需要處理和發送，等服務端不再發送數據時，才發送 FIN 報文給客戶端來表示同意現在關閉連接。

由于服務端通常需要等待完成數據的發送和處理，所以服務端的 ACK 和 FIN 一般都會分開發送，從而比三次握手導致多了一次。

六、無線Modbus TCP/IP協議通訊方案

本方案以WinCC和2臺西門子S7-1200 PLC為例，在ModbusTCP/IP協議下實現無線以太網通信實現過程。

審核編輯 黃宇