TCP协议基础

Posted 2021-12-08 zhanp

TCP为应用层提供的服务

1. 提供进程和进程之间的通信

   答: 怎么区分服务目的主机上的哪个进程呢？ 通过提供端口号(well-known port)，

   如Telnet 23,DNS 53, HTTP 80, SMTP 25, FTP 21 22(数据，控制)

2. 提供了面向连接的服务

   答： 区别于UDP的面向报文，UDP是一个报文一个报文地传输到目的IP上，两端并不会

   建立任何的连接，所以也是不可靠的，也是无序的，先后到达的顺序无法控制，也不会考虑

   接收端的接收缓存，和应用进程的读取速度等等，很可能因为缓存溢出的丢弃到达的UDP报文，

   所以不可靠！！！

   TCP的面向连接，并不是建立一条真实的连接。而是建立一条虚链路！ 并不是物理链路。

   可以通过这条虚链路，进行有序的面向字节的传输，也就是一个字节一个字节这样的有序传输过去，

   而且因为有序，所以当接收方因为期望收到的序号与接收到的序号不匹配，就说明有丢失，所以可以通过

   这条虚链路实现 重传！ 而UDP无法做到，所以可靠！

3. 缓存机制

   运行了TCP的两端，都有各自的发送缓存和接受缓存，可以模拟成一个环形的缓存。

   发送缓存： 比如有三个字节是已发送的，后面的4个字节是已从应用进程中接收到但未发出去的，再后面的指针指向应用进程要写入的下一个空白区域(空的缓存块)。

   当发送方收到已发送出去的报文的ACK确认后，就把那片缓存清空(回收)，是可循环利用的空间。

   问：是不是一发送出去就可以清空这片缓存？

   答：不是？因为要保存这个副本，等待这段数据的ACK的确认，因为TCP具有重传机制，就是靠的这个缓存机制。

   接受缓存：比如四个字节是已收到但未读取，并且有个指针指向下一个等待读取的缓存位置上。然后最后还有一个指针指向下一个要接收的位置。

4. 全双工，就是两边都有发送缓存和接受缓存，所以两端可以同时进行发送和接收，是异步的，而不用同步停止等待。

5. 分段传输

   答：TCP的分段的概念就是，从缓存中读取字节出来组成一个报文段，加上首部，封装起来，传给IP层，加上IP首部发过去。因为不可能是每次一个字节这样发过去，效率太慢了，所以组成报文段。

6. 复用和分用

TCP的特点

编号系统

1. 序号

   注意：TCP为每个要传输的字节进行编号，虽然传输的时候，是传输的报文段，但是实际上是根据字节来编号，而不是根据报文段来进行编号。

   而且：一开始的序号是从0-65535中随机抽取一个数作为开始的数作为第一个字节的序号，

   所以当接收方发来的确认号为4396，并不代表他已经接收了4395个字节，因为第一个字节序号是随机的!

2. 确认号

   接收方发送的确认号是指 接收方期待收到的下一个字节的编号。

   并且是累积计算的，比如ACK_NUM = 4396, 表示已经收到了一开始到4395号字节，并对这一堆字节进行确认。而不是对第4395个字节的确认！

流量控制

依靠这个编号系统，可以使得 接收方能够对发送方进行流量的控制。

差错控制

差错控制使得TCP是可靠的，并且TCP提供的是面向字节的差错控制。

拥塞控制

发送方允许发送的数据受 接收方的缓存的影响，还要受到当前网络堵塞状况的影响