大话计算机网络二 聊聊TCP

TCP服务

学习一个东西,先了解,再认识,最后总结。
面试题总是绕不开TCP/UDP,经常会问一些TCP/UDP的区别,TCP是什么,TCP的滑动窗口这些问题,这个系列主要是我自己学习的总结。

TCP提供一种面向连接,可靠的字节流服务。

这里抛出了三个问题:

  1. 什么是连接
  2. 什么是面向连接
  3. 什么是可靠

什么是连接

TCP就类似现实生活中的打电话,A打给B,当B接起电话的时候,A立马知道B已经接起电话,这个时候A可以开始对B讲话了,抽象到现实当中则就是A知道B已经接听电话的这个状态就是连接。到计算机网络当中就是记录再双方的一个状态信息。
数据必须基于一个连接来做,客户端和服务端之间存在建立连接和没建立连接的状态,没有连接就不能发数据。

什么是面向连接

两个TCP应用(通常是客户端和服务端)在彼此交换数据之前必须先建立一个TCP连接

什么是可靠

TCP为了解决可靠性,提出了7种方案。

  1. 发送数据的时候数据会被切割成数据块(提高IO吞吐量)
  2. 发送方发送数据成功确认机制
  3. 数据接收方接收成功确认机制
  4. 接收方会对数据进行校验和(错误等待发送方超时发送)
  5. 接收方会对数据进行重新排序
  6. 接收方会对数据进行去重
  7. 流量控制

理解了上面的三个内容,大概就可以解决面试官简单的问题,那么如果更深入呢,带着这个问题我们聊聊具体实现

发送数据的时候数据会被切割成数据块(提高IO吞吐量)

应用数据被分割成TCP认为最适合发送的数据块。这和UDP完全不同,应用程序产生的数据报长度将保持不变。由TCP传递给IP的信息单位称为报文段或段

发送方发送数据成功确认机制

当TCP发出一个段后,它启动一个定时器,等待目的端确认收到这个报文段。如果不能及时收到一个确认,将重发这个报文段。

数据接收方接收成功确认机制

当TCP收到发自TCP连接另一端的数据,它将发送一个确认。这个确认不是立即发送,通常将推迟几分之一秒,

接收方会对数据进行校验和

TCP将保持它首部和数据的检验和。这是一个端到端的检验和,目的是检测数据在传输过程中的任何变化。如果收到段的检验和有差错,TCP将丢弃这个报文段和不确认收到此报文段(希望发端超时并重发)。

接收方会对数据进行重新排序、去重

既然TCP报文段作为IP数据报来传输,而IP数据报的到达可能会失序,因此TCP报文段的到达也可能会失序。如果必要,TCP将对收到的数据进行重新排序,将收到的数据以正确的顺序交给应用层。既然IP数据报会发生重复,TCP的接收端必须丢弃重复的数据。

流量控制

TCP提供流量控制。TCP连接的每一方都有固定大小的缓冲空间。TCP的接收端只允许另一端发送接收端缓冲区所能接纳的数据。这将防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出。

字节流

两个应用程序通过TCP连接交换8bit字节构成的字节流。TCP不在字节流中插入记录标识符。我们将这称为字节流服务(byte stream service)。如果一方的应用程序先传10字节,又传20字节,再传50字节,连接的另一方将无法了解发方每次发送了多少字节。收方可以分4次接收这80个字节,每次接收20字节。一端将字节流放到TCP连接上,同样的字节流将出现在TCP连接的另一端。
另外,TCP对字节流的内容不作任何解释。TCP不知道传输的数据字节流是二进制数据,还是ASCII字符、EBCDIC字符或者其他类型数据。对字节流的解释由TCP连接双方的应用层解释。

小结

TCP提供了一种可靠的面向连接的字节流运输层服务。我们简单地介绍了TCP首部中的各个字段,并在随后的几章里详细讨论它们。
TCP将用户数据打包构成报文段;它发送数据后启动一个定时器;另一端对收到的数据进行确认,对失序的数据重新排序,丢弃重复数据;TCP提供端到端的流量控制,并计算和验证一个强制性的端到端检验和。
许多流行的应用程序如Telnet、Rlogin、FTP和SMTP都使用TCP。

下一章讲讲TCP的首部

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