tcp协议详解(四

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了tcp协议详解(四相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

  以下都是按客户端主动连接方和主动断开连接方

【1】tcp的半关闭状态

  服务器接收到客户端的FIN请求后回复了ACK确认信息,但没有发送FIN请求给客户端,就进入了半连接状态,这时客户端人可以接收服务器传来的数据但不可以发送数据;客户端可以发送数据给客户端单收不到客户端的数据:即客户端单方面断开了连接;客户端和服务器判断连接的是否断开的方法是:通过read();的系统调用返回值为0;linux还有其他连接关闭的一些判断;

【2】tcp连接超时处理

  当客户端对服务器发送请求后长时间得不到回答,客户端必然会发起重连操作(执行多次),若还得不到回应,则通知应用程序连接超时;

【3】tcp复位报文段

  RST报文段;通知对方关闭连接或者重新请求连接,该报文不可被回应;

  a.访问不存在的端口

  b.异常终止连接:以异常方式终止连接;发送复位报文段,终止连接并丢弃发送端所有的数据;

  c.处理半打开连接:当服务器或者客户端异常断开连接后;如果客户端向半打开的连接发送数据服务器则会回复复位报文;

【4】tcp交互数据流

  交互数据仅包含很少的字节,使用交互数据的应用程序对数据的实时性要求很高;

【5】tcp成块数据流

成块数据的长度通常为tcp报文段允许的最大数据长度,对传输效率要求很高,例如:FTP文件传输;

对于tcp的发送缓存区和接收缓存区;tcp报文的标志位p;

【6】tcp滑动窗口

   

【6】tcp外带数据

紧急指针标志和紧急指针;

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紧急指针的位置—tcp的报文序号的到紧急数据的位置;

【7】tcp超时重传

  tcp维护一个重传定时器;如果超时未得到回答将会重新定制重传计时器;默认重传次数最少是三次,最多十五次一半对应13-30 min;

【8】tcp拥塞控制

  a.拥塞控制概述:

  调高网络利用率,降低丢包率,保证网络资源对每条数据的公平性;

  如果网络上的延迟突然增加,那么,tcp对这个事做出的应对只有重传数据,然而重传会导致网络的负担更重,于是会导致更大的延迟以及更多的丢包,这就导致了恶性循环,最终形成了网络风暴——tcp拥塞控制机制就是用于应对这种情况(控制发送窗口SWDN的大小以及发送SWDN的过程)

  拥塞控制的最终受控变量是发送端向网络一次连续写入的数据量,我们称为SWND(发送窗口);不过,发送端最终以tcp报文段来发送数据,所以SWND限定了发送端能连续发送的tcp报文段数量(SMSS,一般等于MSS);发送端需要合理的选择SWDN的大小,如果SWDN太大对导致网络延迟;SWDN太小会导致网络拥塞;接收方可以通过接收通告窗口(RWDN)来控制SWDN;但这显然不够,所有以发送端引入了一个称为拥塞窗口的状态量(CWDN);实际的SWDN是min(CWDN,SWDN);如图显示了拥塞控制的输入和输出(可见,它是一个闭环反馈控制)

技术图片

 

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  b.慢启动和拥塞避免:

  TCP建立好连接后,CWDN被初始化为IW(一般为2~4 SMSS);此后发送端每收到一个ACK,CWDN += min(N,SMSS);其中N是此次确认(包含之前未被确认的)的字节;这样一来CWDN将按照指数去生长;

  阈值ssthresh(slow start threshold),是一个上限,当cwnd >= ssthresh时,就会进入拥塞避免算法

  拥塞避免算法:当拥塞窗口 cwnd 达到一个阈值时,窗口大小不再呈指数上升,而是线性上升,避免增长过快导致网络拥塞。 每当收到一个ACK,CWDN += SMSS*SMSS/CWDN,每当过了一个RTT,CWDN += min(N,SMSS)

  c.快速重传和快速恢复:

  以上是发送端未检测到拥塞是采用得拥塞避免算法,加下来介绍拥塞发生时的拥塞控制行为;

  发送端判断拥塞产生的依据:

  1)传输超时,或者TCP重传定时器溢出;

  2)接收到重复的ACK确认报文段;

拥塞控制对这两种情况有两种不同的处理方法,对于第一种情况仍然使用慢启动和拥塞避免的算法;

对于第二种情况则使用快速重传和快速恢复算法(如果真的发生拥塞时);若第二种情况发生在定时器溢出后按第一种情况处理;

当发送端检测到拥塞发生是第一种情况后启动超时重传,并且做出如下处理:

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