TCP协议

作者: Eli_app | 来源:发表于2016-10-20 11:42 被阅读0次

    1、TCP协议三次握手

    开始客户端和服务器都处于CLOSED状态,然后服务端开始监听某个端口,进入LISTEN状态

    TCP三次握手

    1、第一次握手(SYN=1, seq=x),发送完毕后,客户端进入 SYN_SEND 状态

    2、第二次握手(SYN=1, ACK=1, seq=y, ACKnum=x+1), 发送完毕后,服务器端进入 SYN_RCVD 状态。

    3、第三次握手(ACK=1,ACKnum=y+1),发送完毕后,客户端进入 ESTABLISHED 状态,当服务器端接收到这个包时,也进入 ESTABLISHED 状态,TCP 握手,即可以开始数据传输。

    2、TCP协议四次挥手

    TCP四次挥手

    1、第一次挥手(FIN=1,seq=u),发送完毕后,客户端进入FIN_WAIT_1 状态

    2、第二次挥手(ACK=1,ack=u+1,seq =v),发送完毕后,服务器端进入CLOSE_WAIT 状态,客户端接收到这个确认包之后,进入 FIN_WAIT_2 状态

    3、第三次挥手(FIN=1,ACK1,seq=w,ack=u+1),发送完毕后,服务器端进入LAST_ACK 状态,等待来自客户端的最后一个ACK。

    4、第四次挥手(ACK=1,seq=u+1,ack=w+1),客户端接收到来自服务器端的关闭请求,发送一个确认包,并进入 TIME_WAIT状态,**等待了某个固定时间(两个最大段生命周期,2MSL,2 Maximum Segment Lifetime)之后**,没有收到服务器端的 ACK ,认为服务器端已经正常关闭连接,于是自己也关闭连接,进入 CLOSED 状态。服务器端接收到这个确认包之后,关闭连接,进入 CLOSED 状态。

    3、TCP和UDP的区别

    1、TCP面向连接,UDP是无连接的,即发送数据之前不需要建立连接。

    2、 TCP要求安全性,提供可靠的服务,通过TCP连接传送的数据,不丢失、不重复、安全可靠。而UDP尽最大努力交付,即不保证可靠交付。

    3、TCP是点对点连接的,UDP一对一,一对多,多对多都可以

    4、TCP传输效率相对较低,而UDP传输效率高,它适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。

    5、TCP适合用于网页,邮件等;UDP适合用于视频,语音广播等

    6、TCP面向字节流,UDP面向报文

    4、TCP报文字段

    TCP报文

    1、16位端口号:源端口号,主机该报文段是来自哪里;目标端口号,要传给哪个上层协议或应用程序

    2、32位序号:一次TCP通信(从TCP连接建立到断开)过程中某一个传输方向上的字节流的每个字节的编号。

    3、32位确认号:用作对另一方发送的tcp报文段的响应。其值是收到的TCP报文段的序号值加1。

    4、4位头部长度:表示tcp头部有多少个32bit字(4字节)。因为4位最大能标识15,所以TCP头部最长是60字节。

    5、6位标志位:URG(紧急指针是否有效),ACk(表示确认号是否有效),PSH(缓冲区尚未填满),RST(表示要求对方重新建立连接),SYN(建立连接消息标志接),FIN(表示告知对方本端要关闭连接了)

    6、16位窗口大小:是TCP流量控制的一个手段。这里说的窗口,指的是接收通告窗口。它告诉对方本端的TCP接收缓冲区还能容纳多少字节的数据,这样对方就可以控制发送数据的速度。

    7、16位校验和:由发送端填充,接收端对TCP报文段执行CRC算法以检验TCP报文段在传输过程中是否损坏。注意,这个校验不仅包括TCP头部,也包括数据部分。这也是TCP可靠传输的一个重要保障。

    8、16位紧急指针:一个正的偏移量。它和序号字段的值相加表示最后一个紧急数据的下一字节的序号。因此,确切地说,这个字段是紧急指针相对当前序号的偏移,不妨称之为紧急偏移。TCP的紧急指针是发送端向接收端发送紧急数据的方法。

     5、TCP的粘报和拆包

    TCP的粘包和拆包

    TCP是面向流,没有界限的一串数据。TCP底层并不了解上层业务数据的具体含义,它会根据TCP缓冲区的实际情况进行包的划分,所以在业务上认为,一个完整的包可能会被TCP拆分成多个包进行发送也有可能把多个小的包封装成一个大的数据包发送,这就是所谓的TCP粘包和拆包问题。

    为什么会产生粘包和拆包呢?

    1、要发送的数据小于TCP发送缓冲区的大小,TCP将多次写入缓冲区的数据一次发送出去,将会发生粘包;

    2、接收数据端的应用层没有及时读取接收缓冲区中的数据,将发生粘包;

    3、要发送的数据大于TCP发送缓冲区剩余空间大小,将会发生拆包;

    4、待发送数据大于MSS(最大报文长度),TCP在传输前将进行拆包。即TCP报文长度-TCP头部长度>MSS。

    解决方案:

    1、发送端将每个数据包封装为固定长度

    2、在数据尾部增加特殊字符进行分割

    3、将数据分为两部分,一部分是头部,一部分是内容体;其中头部结构大小固定,且有一个字段声明内容体的大小。

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