简要描述

• 概述
• TCP的特点
• TCP协议的工作过程
• TCP头部结构

一、概述

TCP全名是(Transport Control Protocol),是一个可以提供可靠的、支持全双工、连接导向的协议，因此在客户端和服务端之间传输数据的时候，是必须先建立一个连接的。

二、TCP的特点

• 什么是连接
• 什么是全双工
• 如何保证正确性

1、连接

• 是虚拟、抽象的概念
• 能让两个通信的程序间确保彼此都在线
• 加快响应请求速度
• 连接也被称为会话(Session)
• 使通信更稳定、安全
• 消耗更多资源

2、全双工

• 单工：任何时刻数据只能单向发送
• 半双工：运行数据在两个方向上传输，在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输
• 全双工：任何时刻都能双向发送数据

3、可靠的

可靠性指数据保证无损传输

• 使无序的数据恢复原有顺序
• 多播时每个接收方都获得无损副本

三、TCP协议的工作过程

1、建立连接的过程(三次握手)

• 客户端发送SYN
• 服务端准好进行连接
• 服务端针对客户端的SYN给ACK
• 服务端发送SYN
• 客户端准备就绪
• 客户端发送ACK

2、断开连接的过程(四次挥手)

• 客户端发送断开请求FIN
• 服务端收到请求，发送ACK
• 服务端经过一个等待、确定可以关闭连接，发送FIN
• 客户端收到FIN，处理完自己的事情后发送ACK

3、传输数据

• TCP协议
  • 报文拆分
  • 增加TCP头
  • 数据重组

4、传输数据-报文拆分

• 应用层数据很大时无法一次性传输完
• 拆分后可实现并行传输

5、传输数据-顺序保证

6、传输数据-顺序保证

• TCP序号：发送序号(Seq)、接手序号(Ack)
• 一个端的发送序号是另一个端的接收序号
• 源端口：描述发送方机器上的应用
• 目标端口：描述接受伐服务器上的应用
• 发送序号(Seq)/接收序号(Ack)

7、TCP握手、数据传输、挥手的完整过程

8、TCP头

• 源端口：描述发送方机器上的应用
• 目标端口：描述接受伐服务器上的应用
• 发送序号(Seq)/接收序号(Ack)

9、TCP头-标志位

• NS、CWR、ECE：TCP扩展协议
• ECN：显示拥塞控制协议，有助于帮助解决延迟和丢包问题
• URG：紧急标志位
• SYN(Synchronize Sequence Numbers):同步序号，也就是建立连接
• FIN(Finish)：终止连接
• ACK(Achnowledgment)：响应
• PSH(Push)：传输数据
• RST(Reset Connection)：重置连接

10、TCP协议头部具体结构

四、TCP协议周边配置

• 纠错能力：保证数据可靠性
• 流控能力：协同两边速率，保证可靠性
• 拥塞控制能力：确定网络的拥堵情况决定传输速度

1、纠错和Checksum

• TCP拥有一个16bit的Checksum字段
• Checksum是一个函数，把原文映射到一个不可逆的16bit的编码中，这样就可以知道原文传输过程中有没有发生变化

2、流控能力

• 主要目标：让发送方和接收方协商一个合理的收发速率，让两边都可以稳定的工作
• 利用滑动窗口

五、总结

• TCP协议的特点
• 连接、双工、可靠性
• TCP协议的工作过程(3次握手/4次挥手)和传输数据的过程
• TCP头在控制传输过程中的作用
• 纠错能力、流控能力

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