一、TCP协议
TCP,即Transmission Control Protocol,传输控制协议。人如其名,要对数据的传输进行一个详细的控制。
1.1 TCP协议格式
(为了方便排版这样化的,我们从上到下依次理解)
二、TCP原理
2.1 确认应答机制
确认应答是实现可靠性的最核心机制!!
引例:
为了解决上述问题,我们给信息标号:
这样就能清楚的分出各自的应答
而我们真实的TCP传输数据时也是这样的,引入了“序号”和“确认序号”
这就是确认应答机制
比如下面两台主机的传输:
2.2 超时重传机制
如果一切都顺利的话,就可以直接确认应答了,确认应答机制保证了可靠性
可是我们网络传输需要经过很多节点,其中任何一个节点出现问题,都会导致丢包
作为发送方会判定,如果出现丢包,就会重新再发一遍,即超时重传机制
这时候你可能有一个疑问:
上面的(2)情况下,数据重复传了两次,接收方得到重复的数据!!这种情况不会有什么问题吗?
不会!!!!
TCP协议会在接收缓冲区中根据我们数据的序号来进行自动去重,保证应用读到的数据只有一份!
假如同时有多个包丢失,TCP怎么确定超时时间?
上面介绍的这两种机制就是TCP可靠性的基石!!!
2.3 连接管理机制
下面详细说具体执行过程:
三次握手:
四次挥手:
可能这里大家会有疑问:为什么三次握手和四次挥手都是四次交互,而握手可以合并为一次,挥手却不行呢?
2.4 滑动窗口机制
刚才我们讨论了确认应答策略,对每一个发送的数据段,都要给一个ACK确认应答。收到ACK后再发送下一个数据段。
这样做有一个比较大的缺点,就是性能较差。尤其是数据往返的时间较长的时候。
想要提高效率,就需要缩短等待时间,批量发送数据!
一次发多条数据,一次等待多个ACK,提高效率
上述批量传输数据的过程就称为“滑动窗口”
注意:
上述的滑动窗口都是基于无丢包的情况下工作的,如果批量发送的过程中出现丢包怎么办?
2.5 流量控制机制
接收端处理数据的速度是有限的。如果发送端发的太快,导致接收端的缓冲区被打满,这个时候如果发送端继续发送,就会造成丢包,继而引起丢包重传等等一系列连锁反应。
因此TCP支持根据接收端的处理能力,来决定发送端的发送速度。这个机制就叫做流量控制
具体如何控制?
过程演示:
上述过程就达成了类似阻塞的效果