计算机网络---TCP

 

TCP/IP体系中最重要的一层：运输层 概述

  （1）运输层中最重要的两个协议：TCP协议 和 UDP协议

      （2）两个主机的通信实际是两个主机 应用进程之间的通信

         （3）运输层有一个非常重要的功能：复用 和 分用

         （4）网络层和运输层之间有一个明显的差别：网络层 是为主机之间提供逻辑通信，

           运输层 为应用进程之间提供端到端的逻辑通信

     （5）TCP：传输控制协议UDP：用户数据报协议

TCP/IP体系中，运输层根据使用TCP还是UDP，基本数据单元分别为 TCP报文段 或者 UDP用户数据报

     （6）由于TCP是面向连接提供可靠运输服务，因此不开避免的增加了许多开销，比如：确认、流量控制、计时器、连接管理

     （7）端口：16位来表示，为了标志本计算机应用层各个进程和运输层交互时的层间接口

因特网通信方式：客户/服务器方式

（1）服务器端使用的端口号：    熟知端口号（0-1023）：这一类互联网是可以查到的         

       登记端口号（1024-49151）：为没有熟知端口号的应用程序使用，按照规定进行登记

 （2）客户端使用的端口号：      又叫短暂端口号（49152-65535）仅在客户进程运行时才动态选择，通信结束可由其他应用进程使用

              

              传输控制协议：TCP概述

    1、TCP协议特点：面向连接，端到端通信，可靠交付，全双工

(1) TCP连接：TCP 连接的端点是套接字，那何为套接字呢？ 套接字 socket={IP地址：端口号}

每一条TCP连接唯一地被通信两端的两个端点（即两个套接字）所确定

     2、可靠传输的工作原理

   （1） 停止等待协议

收到确认之后才会发送下一个分组，否则超时重传

 自动重传请求（ARQ），如果分组出错，不需要主动请求重发；

（2）连续ARQ协议

滑动窗口协议是TCP精华所在：可以连续发送多个分组，每收到一个分组的确认，就会将发送窗口向前移动一个位置

    3、TCP报文段：分为 首部 和 数据 两部分，理解TCP首部各字段的作用才能真正掌握TCP工作原理

       TCP可靠传输的实现

      1、（1）引入以字节为单位的滑动窗口：

三个指针P1，P2，P3：

P3-P1为发送窗口；P2-P1为已经发送但是尚未收到确认的字节数；P3-P2为可用窗口。

              

B只能对按序收到的数据中的最高序进行确认，因此上图中的确认号仍然为31

（2）窗口和缓存的关系

2、超时重传的时间选择

重传的概念容易理解，但是重传的时间选择确实TCP最复杂的问题之一，知道就可以了

3、选择确认SACK

选择确认就是在报文段无差错，只是未按序到达，则设法只传送缺少的数据而不需要重传已经正确到达接收方的数据。

      TCP流量控制

1、利用滑动窗口实现流量控制

所谓流量控制就是让发送方发送速率不要太快，要让接收方来得及接收。

     2、必须考虑传输效率

      TCP拥塞控制

所谓拥塞控制就是防止过多的数据注入到网络中，这样可以使网络中的路由器和链路不会过载

（1）几种拥塞控制方法： 慢开始，拥塞避免，快重传和快恢复

       TCP运输连接管理

运输连接包含三个部分：建立连接，数据传送，释放连接

运输连接的管理就是是运输连接的建立和释放都能正常的进行

1、TCP运输连接的建立过程：（称为三次握手，或者叫三次联络）

步骤一：TCP服务器进程首先创建传输控制模块TCB，处于接听状态（listen），准备接受客户进程的连接请求；

步骤二：TCP客户进程也需要创建传输控制模块TCB，然后向服务器进程发出连接请求报文段，此时客户进程处于同步已发送状态；

步骤三：服务器进程收到连接请求报文段后，若同意建立连接，则向客户进程发送确认，此时服务器进程处于同步收到状态；

步骤四：TCP客户进程收到服务器进程的确认之后，还需要向服务器进程发送确认，此时，TCP连接已经建立，客户进程处于已建立连接状态；

步骤五：TCP服务器进程收到客户进程的确认之后，也进入已建立连接状态。

2、TCP运输连接的释放过程：（称为四次挥手）

步骤一：客户进程A向其TCP发出连接释放报文段，报文段首部的 FIN置为1，序号seq=u，此时客户进程处于终止等待状态

步骤二：服务器进程B收到连接释放报文段后即发出确认，确认号是 ack = u+1，此时从客户进程到服务器进程这个方向的连接释放了，TCP连接处于半关闭状态。

步骤三：服务器进程B向其TCP发出连接释放报文段，报文段首部的FIN置为1，序号seq=v，此时服务器进程处于终止等待状态

步骤四：客户进程A收到连接释放报文段后发出确认，确认号是ack=v+1，然后进入时间等待状态，最终释放掉TCP连接。

3、TCP报文段：分为 首部 和 数据 两部分，理解TCP首部各字段的作用才能真正掌握TCP工作原理

       TCP可靠传输的实现

      1、引入以字节为单位的滑动窗口：