大话计算机网络二 聊聊TCP一

Posted 2020-12-10 mikusa

TCP服务

学习一个东西，先了解，再认识，最后总结。
面试题总是绕不开TCP/UDP，经常会问一些TCP/UDP的区别，TCP是什么，TCP的滑动窗口这些问题，这个系列主要是我自己学习的总结。

TCP提供一种面向连接，可靠的字节流服务。

这里抛出了三个问题：

1. 什么是连接
2. 什么是面向连接
3. 什么是可靠

什么是连接

TCP就类似现实生活中的打电话，A打给B，当B接起电话的时候，A立马知道B已经接起电话，这个时候A可以开始对B讲话了，抽象到现实当中则就是A知道B已经接听电话的这个状态就是连接。到计算机网络当中就是记录再双方的一个状态信息。
数据必须基于一个连接来做，客户端和服务端之间存在建立连接和没建立连接的状态，没有连接就不能发数据。

什么是面向连接

两个TCP应用（通常是客户端和服务端）在彼此交换数据之前必须先建立一个TCP连接

什么是可靠

TCP为了解决可靠性，提出了7种方案。

1. 发送数据的时候数据会被切割成数据块(提高IO吞吐量)
2. 发送方发送数据成功确认机制
3. 数据接收方接收成功确认机制
4. 接收方会对数据进行校验和（错误等待发送方超时发送）
5. 接收方会对数据进行重新排序
6. 接收方会对数据进行去重
7. 流量控制

理解了上面的三个内容，大概就可以解决面试官简单的问题，那么如果更深入呢，带着这个问题我们聊聊具体实现

发送数据的时候数据会被切割成数据块(提高IO吞吐量)

应用数据被分割成TCP认为最适合发送的数据块。这和UDP完全不同，应用程序产生的数据报长度将保持不变。由TCP传递给IP的信息单位称为报文段或段

发送方发送数据成功确认机制

当TCP发出一个段后，它启动一个定时器，等待目的端确认收到这个报文段。如果不能及时收到一个确认，将重发这个报文段。

数据接收方接收成功确认机制

当TCP收到发自TCP连接另一端的数据，它将发送一个确认。这个确认不是立即发送，通常将推迟几分之一秒，

接收方会对数据进行校验和

TCP将保持它首部和数据的检验和。这是一个端到端的检验和，目的是检测数据在传输过程中的任何变化。如果收到段的检验和有差错，TCP将丢弃这个报文段和不确认收到此报文段（希望发端超时并重发）。

接收方会对数据进行重新排序、去重

既然TCP报文段作为IP数据报来传输，而IP数据报的到达可能会失序，因此TCP报文段的到达也可能会失序。如果必要，TCP将对收到的数据进行重新排序，将收到的数据以正确的顺序交给应用层。既然IP数据报会发生重复，TCP的接收端必须丢弃重复的数据。

流量控制

TCP提供流量控制。TCP连接的每一方都有固定大小的缓冲空间。TCP的接收端只允许另一端发送接收端缓冲区所能接纳的数据。这将防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出。

字节流

两个应用程序通过TCP连接交换8bit字节构成的字节流。TCP不在字节流中插入记录标识符。我们将这称为字节流服务（byte stream service）。如果一方的应用程序先传10字节，又传20字节，再传50字节，连接的另一方将无法了解发方每次发送了多少字节。收方可以分4次接收这80个字节，每次接收20字节。一端将字节流放到TCP连接上，同样的字节流将出现在TCP连接的另一端。
另外，TCP对字节流的内容不作任何解释。TCP不知道传输的数据字节流是二进制数据，还是ASCII字符、EBCDIC字符或者其他类型数据。对字节流的解释由TCP连接双方的应用层解释。

小结

TCP提供了一种可靠的面向连接的字节流运输层服务。我们简单地介绍了TCP首部中的各个字段，并在随后的几章里详细讨论它们。
TCP将用户数据打包构成报文段；它发送数据后启动一个定时器；另一端对收到的数据进行确认，对失序的数据重新排序，丢弃重复数据；TCP提供端到端的流量控制，并计算和验证一个强制性的端到端检验和。
许多流行的应用程序如Telnet、Rlogin、FTP和SMTP都使用TCP。

下一章讲讲TCP的首部