TCP 基本概念

Posted 2020-12-22 ts65214

ip协议不可靠，会丢失、出错、乱序         延迟、重复

 

tcp可靠性是指数据的可靠传递，或故障的可靠通知

tcp为保证可靠性，使用了“带重传的正面确认”技术

1.发送端需要知道接收端有没有收到段，接收端需要返回ack。

2.超时未收到ack就重传，重传会导致段重复，序号可以识别重复的段

3.停等式发一个确认一个太慢，使用滑动窗口可以批量发送批量接收，

   此时需要知道ack确认的是哪个段，通过序号可以指明ack所确认的段。

4.报文如果能在网络中永久存在，发送端需要永久维护所有连接所使用过的所有序号，

   难以实现。

5.所以对报文添加跳数限制(最大255)，

   并认为经过最大报文生存时间(MSL，maximum segment lifetime)后，

   某个段和它的ack已经不存在了。

   发送端需要保证序号在MSL秒内不会重复。Internet中MSL是120秒或30秒

 

 

解决丢失：确认超时后重传，即自动重复请求(ARQ，Automatic Repeat reQuest)

解决重复：序号

解决乱序：序号

差错控制：校验码

多路复用：发送端的传输层从不同套接字中收集数据块，添加首部生成报文段，传给网络层

多路分解：接收端的传输层根据报文段中的首部，将数据交付给正确的套接字

流量控制： 应用程序从接收缓存里读取数据比发送端发送数据慢，接收缓存就可能溢出。

     接收方返回愿意接收的字节数量(称为通告窗口)，发送方改变滑动窗口大小

     当接收方返回愿意接收的字节数量为0时：

接收方有缓存空间时向发送方发送新的窗口大小，窗口通告可能会丢失造成死锁

发送方可以发送1字节的报文段，强制接收方宣告窗口大小，这被称为窗口探测

 

 

发送端不一定要立即发送应用程序发来的数据，而是可以将数据缓冲起来

接收方也不一定要尽可能快的发送确认段

使用ssh时，每发送一个字节、确认字节、窗口更新、字符回显，都需要大量额外的报文首部，

许多tcp实现采用了延迟确认方法，将确认和窗口更新延迟50毫秒，希望能搭载更多的数据

Nagle方法：在下一个确认到来前，将要发送的数据缓存起来，确认到达后再发送数据

Nagle有时会造成短暂的死锁，即发送方等待确认以便发送更多的数据，

而接收方等待上层数据到来以便捎带确认

有些时候(例如游戏)可以用TCP_NODELAY选项禁用Nagle

低能窗口综合症：接收端缓冲区满，应用程序每次从缓冲区取走一个字节，

接收端向发送端宣告一字节的可用窗口，发送端发送一字节，

接收端缓冲区又满了，不停的重复这种情况

Clark方法：接收端缓冲区的一半为空，或者能装下一个最大数据段时，

接收端才发送窗口更新段，

发送端的段超过接收端缓冲区的一半，或者超过最大数据段时，

发送端才发送数据

 

持续计时器：接收端窗口由0变为100，接收端更新窗口，但该报文段丢失了，

然后发送端和接收端都在等待对方的动作。当持续计时器超时后，

发送端发送一个探询消息，接收端告知窗口大小

保活计时器：有些tcp实现了保活计时器，连接空闲一段时间后，查看对方是否还在，不在就断开连接

 

序号：随机的 __u32 型整数，不会被攻击者猜到。

   序号s2=s1+k溢出后，内核判断s1<s2：return (__s32)(s1-s2) < 0;

   __s32是有符号整型，这里假设增量k<2^(n-1)-1

 

捎带：把对流的控制信息放到传送数据的数据报中。

 

端点(endpoint)：(host, port)，例如(192.168.250.250，8080)。

TCP连接由一对端点来标志

 

TCP是全双工的，两端都有自己的发送窗口和接收窗口，一个连接有4个窗口

 

最大传输单元(Maximum Transmission Unit，MTU)，链路层帧的最大长度，通常为1500字节，

有多种发现路径MTU并以此设置MSS的方法。

最大报文段长度(Maximum Segment Size，MSS)，MTU减去TCP和IP首部(通常40字节)，

通常为1460字节