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tcp协议

时间:2019-11-24 17:18:46      阅读:95      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:程序端口   smi   protoc   拥塞控制   增加   客户   文件   首部长度   服务器端   

TCP协议全称: 传输控制协议(Transmission Control Protocol ), 顾名思义, 就是要对数据的传输进行一定的控制.

TCP头部:

  技术图片

16位源端口号/16位目的端口号::表示数据从哪个进程来, 到哪个进程去.

16位数据序号:表示在这个报文段中的第一个数据字节序号

16位确认序号:仅当ACK标志为1时有效。确认号表示期望收到的下一个字节的序号

4位首部长度::表示该tcp报头有多少个4字节(32个bit)

6位保留::顾名思义, 先保留着, 以防万

6位标志位:

URG: 标识紧急指针是否有效 
ACK: 标识确认序号是否有效 
PSH: 用来提示接收端应用程序立刻将数据从tcp缓冲区读走 
RST: 要求重新建立连接. 我们把含有RST标识的报文称为复位报文段 
SYN: 请求建立连接. 我们把含有SYN标识的报文称为同步报文段 
FIN: 通知对端, 本端即将关闭. 我们把含有FIN标识的报文称为结束报文段

16位窗口大小:代表的是窗口的字节容量,也就是TCP的标准窗口最大为2^16 - 1 = 65535个字节

16位检验和::由发送端填充, 检验形式有CRC校验等. 如果接收端校验不通过, 则认为数据有问题. 此处的校验和不光包含TCP首部, 也包含TCP数据部分.

16位紧急指针::用来标识哪部分数据是紧急数据.

TCP的三次握手:

  技术图片

  1. 客户端发送SYN(SEQ=x)报文给服务器端,进入SYN_SEND状态。
  2. 服务器端收到SYN报文,回应一个SYN (SEQ=y)ACK(ACK=x+1)报文,进入SYN_RECV状态。
  3. 客户端收到服务器端的SYN报文,回应一个ACK(ACK=y+1)报文,进入Established状态。

TCP的四次握手:

  技术图片

  (1) 某个应用进程首先调用close,称该端执行“主动关闭”(active close)。该端的TCP于是发送一个FIN分节,表示数据发送完毕。
  (2) 接收到这个FIN的对端执行 “被动关闭”(passive close),这个FIN由TCP确认。
  注意:FIN的接收也作为一个文件结束符(end-of-file)传递给接收端应用进程,放在已排队等候该应用进程接收的任何其他数据之后,因为,FIN的接收意味着接收端应用进程在相应连接上再无额外数据可接收。
  (3) 一段时间后,接收到这个文件结束符的应用进程将调用close关闭它的套接字。这导致它的TCP也发送一个FIN。
  (4) 接收这个最终FIN的原发送端TCP(即执行主动关闭的那一端)确认这个FIN。
 
TCP状态机:
  技术图片

(1)CLOSED 状态时初始状态。

(2)LISTEN:被动打开,服务器端的 状态变为LISTEN(监听)。被动打开的概念:连接的一端的应用程序通知操作系统,希望建立一个传入的连接。这时候操作系统为连接的这一端建立一个连 接。与之对应的是主动连接:应用程序通过主动打开请求来告诉操作系统建立一个连接。

(3)SYNRECVD:服务器端收到SYN后,状态为SYN;发送SYN ACK;

(4)SYN_SENTY:应用程序发送SYN后,状态为SYN_SENT;

(5)ESTABLISHED:SYNRECVD收到ACK后,状态为ESTABLISHED; SYN_SENT在收到SYN ACK,发送ACK,状态为ESTABLISHED;

(6)CLOSE_WAIT:服务器端在收到FIN后,发送ACK,状态为CLOSE_WAIT;如果此时服务器端还有数据需要发送,那么就发送,直到数据发送完毕;此时,服务器端发送FIN,状态变为LAST_ACK;

(7)FIN_WAIT_1:应用程序端发送FIN,准备断开TCP连接;状态从ESTABLISHED——>FIN_WAIT_1;

(8)FIN_WAIT_2:应用程序端只收到服务器端得ACK信号,并没有收到FIN信号;说明服务器端还有数据传输,那么此时为半连接;

(9)TIME_WAIT:有两种方式进入 该状态:1、FIN_WAIT_1进入:此时应用程序端口收到FIN+ACK(而不是像FIN_WAIT_2那样只收到ACK,说明数据已经发送完毕)并 向服务器端口发送ACK;2、FIN_WAIT_2进入:此时应用程序端口收到了FIN,然后向服务器端发送ACK;TIME_WAIT是为了实现TCP 全双工连接的可靠性关闭,用来重发可能丢失的ACK报文;需要持续2个MSL(最大报文生存时间):假设应用程序端口在进入TIME_WAIT后,2个 MSL时间内并没有收到FIN,说明应用程序最后发出的ACK已经收到了;否则,会在2个MSL内在此收到ACK报文;

流量控制:

技术图片

拥塞控制: 

  技术图片

  慢开始算法的思路就是:最初的TCP在连接建立成功后会向网络中发送大量的数据包,这样很容易导致网络中路由器缓存空间耗尽,从而发生拥塞。因此新建立的连接不能够一开始就大量发送数据包,而只能根据网络情况逐步增加每次发送的数据量,以避免上述现象的发生。具体来说,当新建连接时,cwnd初始化为1个最大报文段(MSS)大小,发送端开始按照拥塞窗口大小发送数据,每当有一个报文段被确认,cwnd就增加至多1个MSS大小。用这样的方法来逐步增大拥塞窗口CWND。

  拥塞避免算法思路:让拥塞窗口缓慢增长,即每经过一个往返时间RTT就把发送方的拥塞窗口cwnd加1,而不是加倍。这样拥塞窗口按线性规律缓慢增长。

  无论是在慢开始阶段还是在拥塞避免阶段,只要发送方判断网络出现拥塞(其根据就是没有收到确认,虽然没有收到确认可能是其他原因的分组丢失,但是因为无法判定,所以都当做拥塞来处理),就把慢开始门限设置为出现拥塞时的发送窗口大小的一半。然后把拥塞窗口设置为1,执行慢开始算法。这样做的目的就是要迅速减少主机发送到网络中的分组数,使得发生拥塞的路由器有足够时间把队列中积压的分组处理完毕。

tcp协议

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原文地址:https://www.cnblogs.com/nothingness404/p/11923094.html

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