计算机网络：TCP协议

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概述

  • TCP全名是(Transport Control Protocol)，是一个可以提供可靠的、支持全双工、连接导向的协议，因此在客户端和服务端之间传输数据的时候，是必须先建立一个连接的。 传输数据过程

TCP的特点

  • 连接
    • 是虚拟、抽象的概念
    • 能让两个通信的程序间确保彼此都在线
    • 加快响应请求速度
    • 连接也被称为会话(Session）
    • 使通信更稳定、安全
    • 消耗更多资源
  • 全双工

    • 单工：任何时刻数据只能单向发送 单工

    • 半双工：允许数据在两个方向上传输，在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输 半双工

    • 全双工：任何时刻都能双向发送数据 全双工

    • 可靠的

      • 可靠性指数据保证无损传输
        • 使无序的数据恢复原有顺序
        • 多播时每个接收方都获得无损副本

TCP协议的工作过程

  • 建立连接的过程（三次握手） 建立连接的过程(三次握手)

    • 1.客户端发送SYN，服务端准备好进行连接
    • 2.服务端针对客户端的SYN给ACK，服务端发送SYN
    • 3.客户端准备就绪，客户端发送ACK

  • 断开连接的过程（四次挥手） 断开连接的过程(四次挥手)

    • 1.客户端发送断开请求FIN
    • 2.服务端收到请求，发送ACK
    • 3.服务端经过一个等待（数据处理完毕），确定可以关闭连接，发送FIN
    • 4.客户端收到FIN，处理完自己的事情后发送ACK

  • 传输数据 TCP协议组成

    • 报文拆分

      • 应用层数据很大时无法一次性传输完
      • 拆分后可实现并行传输 报文拆分

    • 顺序保证

      • 思考：如果TCP段特别多的时候，该如何进行排序？时间窗口 顺序保证

        • TCP序号：发送序号(Seq)、接收序号(Ack)
        • 一个端的发送序号是另一个端的接受序号 发送序号

TCP头部结构

  • 结构图： TCP头部结构

  • 源端口：描述发送方机器上的应用

  • 目标端口：描述接收方服务器上的应用

  • 发送序号(Seq)/接收序号(Ack)

  • 标志位

    • NS、CWR、ECE：TCP扩展协议
    • ECN：显示拥塞控制协议，有助于帮助解决延迟和丢包问题，
    • URG：紧急标志位SYN（Synchronize Sequence Numbers)：同步序号，也就是在建立连接。
    • FIN： 终止连接
    • ACK（Achnowledgment)：响应。
    • PSH（push）：传送数据
    • RST（Reset Connection)： 重置连接

TCP协议周边配置

  • 纠错能力：保证数据可靠性；
    • TCP拥有一个16bit的Checksum字段
    • Checksum是一个函数，把原文映射到一个不可逆的16bit的编码中这样就可以知道原文传输过程中有没有发生变化
  • 流控能力：协同两边速率，保证可靠性；
    • 主要目标：让发送方和接收方协商一个合理的收发速率，让两边都可以稳定的工作。
    • 利用滑动窗口
  • 拥塞控制能力：确定网络的拥堵情况决定传输速度。