TCP协议

作者: 快乐的小梁同学 | 来源:发表于2016-04-27 11:01 被阅读98次

    导语


    由于上周看了OSI,对网络7层协议有了一个初步的认识。本周我有时间,简单的看了下位于网络层之上,应用层之下的第四层传输层协议TCP协议。(传输控制协议)

    TCP协议简介

    TCP(Transmission Control Protocol 传输控制协议 )是一种面向连接的,可靠的,基于字节流的传输层通信协议。在网络OSI模型中,它完成第四层传输层所指定的功能,用户数据报协议(UDP协议)是同一层内另一个重要的传输协议。

    功能

    应用层向TCP层发送用于网间传输的,用8位字节表示的数据流,然后TCP把数据流区分成适当的长度的报文段(通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传输单元的限制)。这后TCP把结果包传给IP层,由它来通过网络将包传给接收端实体的TCP层。
    TCP为了保证报文传输的可靠[1] ,就给每个包一个序号,同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的字节发回一个相应的确认(ACK);如果发送端实体在合理的往返时延(RTT)内未收到确认,那么对应的数据(假设丢失了)将会被重传。

    • 在数据正确性与合法性上,TCP用一个校验和函数来检验数据是否有错误,在发送和接收时都要计算校验和;同时可以使用md5认证对数据进行加密。
    • 在保证可靠性上,采用超时重传和捎带确认机制。
    • 在流量控制上,采用滑动窗口[1] 协议,协议中规定,对于窗口内未经确认的分组需要重传。
    • 在拥塞控制上,采用广受好评的TCP拥塞控制算法(也称AIMD算法)。该算法主要包括三个主要部分:1)加性增、乘性减;2)慢启动;3)对超时事件做出反应。

    连接建立

    TCP是因特网中的传输层协议,使用三次握手协议建立连接,当主动方发出SYN连接请求后,等待对方回答SYN+ACK,并最络对对方的SYN执行ACK确认。这种建立连接的方法可以防止错误的连接,TCP使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。
    TCP三次握手的过程如下:

    • 客户端发送SYN(SEQ = x)报文给服务器端,进入SYN_SEND状态。
    • 服务器端收到SYN报文,回应一个SYN(SEQ = y) ACK(ACK = x+1)报文,进入SYN_RECV状态(服务端被动打开后,接收到了客户端的SYN并且发送了ACK时的状态)
    • 客户端收到服务器端的SYN报文,回应一个ACK(ACK=y+1)报文,进入Established状态。

    连接终止

    建立一个连接需要三次握手,而终止一个连接要经过四次挥手,这是由TCP的半关闭(half-close)造成的。
    过程如下:

    • 某个应用进程首先调用close,称该端执行“主动关闭”(active close)。该端的TCP于是发送一个FIN分节,表示数据发送完毕。
    • 接收到这个FIN的对端执行 “被动关闭”(passive close),这个FIN由TCP确认。
      注意:FIN的接收也作为一个文件结束符(end-of-file)传递给接收端应用进程,放在已排队等候该应用进程接收的任何其他数据之后,因为,FIN的接收意味着接收端应用进程在相应连接上再无额外数据可接收。
    • 一段时间后,接收到这个文件结束符的应用进程将调用close关闭它的套接字。这导致它的TCP也发送一个FIN。
    • 接收这个最终FIN的原发送端TCP(即执行主动关闭的那一端)确认这个FIN。[1]
      既然每个方向都需要一个FIN和一个ACK,因此通常需要4个分节。

    总结TCP的三次握手四次挥手

    建立连接时三次握手 :1客户端发请求给服务器 2服务器收到报文回应客户端 3.客户端收到服务器的报文 回应一个报文进入Established状态
    断开连接时四次挥手:1,原端调用close“主动关闭”,该端TCP发送一个FIN分节。2,对端接收这个FIN执行“被动关闭”。3,对端调用close关闭它的sockt,TCP发送一个FIN。4,原端接收这个FIN,并确认。
    关闭可以由双端中的任一端发起。

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