Расскажите о протоколе TCP и приведите примеры его использования в Go

TCP (Transmission Control Protocol) — это один из основных протоколов сетевой модели TCP/IP. Его главная задача — обеспечить надежную, упорядоченную и безошибочную доставку потока данных между двумя программами, запущенными на разных хостах в сети.

Ключевые характеристики TCP:

• Надежность (Reliability): Гарантирует, что данные будут доставлены. Если пакет теряется, TCP запрашивает его повторную отправку.
• Установка соединения (Connection-oriented): Перед обменом данными клиенту и серверу необходимо установить соединение через процесс "тройного рукопожатия" (three-way handshake: SYN, SYN-ACK, ACK).
• Упорядоченная доставка (Ordered Delivery): TCP гарантирует, что данные будут получены в том же порядке, в котором были отправлены.
• Контроль потока (Flow Control): Механизм, который не позволяет быстрому отправителю перегрузить медленного получателя.

Благодаря этим свойствам, TCP используется в большинстве популярных прикладных протоколов, где важна целостность данных: HTTP/HTTPS, FTP, SMTP, SSH, Telnet.

Примеры использования в Go:

В стандартной библиотеке Go (net) есть все необходимое для работы с TCP.

1. Простой TCP-сервер Сервер слушает порт, принимает входящие соединения и обрабатывает каждое в отдельной горутине.

   package main
   
   import (
       "fmt"
       "net"
   )
   
   func handleConnection(conn net.Conn) {
       defer conn.Close()
       fmt.Printf("Accepted connection from %sn", conn.RemoteAddr())
       // ... логика чтения/записи данных
       conn.Write([]byte("Hello from server!n"))
   }
   
   func main() {
       // Начинаем слушать порт 8080 по протоколу TCP
       ln, err := net.Listen("tcp", ":8080")
       if err != nil {
           panic(err)
       }
       defer ln.Close()
       fmt.Println("Server is listening on port 8080")
   
       for {
           // Ожидаем и принимаем новое соединение
           conn, err := ln.Accept()
           if err != nil {
               fmt.Println("Error accepting connection:", err)
               continue
           }
           // Обрабатываем соединение в новой горутине
           go handleConnection(conn)
       }
   }

2. TCP-клиент Клиент устанавливает соединение с сервером, отправляет данные и читает ответ.

   package main
   
   import (
       "bufio"
       "fmt"
       "net"
       "time"
   )
   
   func main() {
       // Устанавливаем соединение с таймаутом
       conn, err := net.DialTimeout("tcp", "localhost:8080", 5*time.Second)
       if err != nil {
           panic(err)
       }
       defer conn.Close()
   
       fmt.Println("Connected to server!")
   
       // Отправляем данные
       _, err = conn.Write([]byte("Hello, server!n"))
       if err != nil {
           panic(err)
       }
   
       // Читаем ответ от сервера
       message, _ := bufio.NewReader(conn).ReadString('n')
       fmt.Print("Message from server: " + message)
   }

В отличие от UDP, который является более быстрым, но ненадёжным протоколом без установки соединения, TCP выбирают тогда, когда потеря или нарушение порядка данных недопустимы.