TCP协议

短命女 2024-04-23 21:20 7阅读 0赞

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#### TCP ####

*  1. 报文结构
 *  2. 特性
 *   *  2.1 确认应答
     *  2.2 超时重传

## 1. 报文结构 ##

TCP全称为“传输控制协议”(Transmission Control Protocol)。也就是要对数据的传输进⾏⼀个详细的控制。

**TCP协议段格式：**  
![在这里插入图片描述][a9afbca90740436e8c06e3057741c3a2.png]

*  源/目的端⼝号：表示数据是从哪个进程来，到哪个进程去
 *  4位TCP报头⻓度：表⽰该TCP头部有多少个32位bit(有多少个4字节)；所以TCP头部最⼤⻓度是15 \*4 = 60
 *  6位标志位:  
    URG：紧急指针是否有效  
    ACK：确认号是否有效  
    PSH：提示接收端应⽤程序⽴刻从TCP缓冲区把数据读⾛  
    RST：对⽅要求重新建⽴连接；我们把携带RST标识的称为**复位报⽂段**  
    SYN：请求建⽴连接；我们把携带SYN标识的称为**同步报⽂段**  
    FIN：通知对方，本端要关闭了，我们称携带FIN标识的为**结束报⽂段**
 *  16位窗⼝大小：后⾯再说
 *  16位校验和：发送端填充，CRC校验。接收端校验不通过，则认为数据有问题。此处的检验和不光包含TCP⾸部，也包含TCP数据部分
 *  16位紧急指针：标识哪部分数据是紧急数据

## 2. 特性 ##

### 2.1 确认应答 ###

TCP将每个字节的数据都进⾏了编号，即为序列号。这个是由ACK来完成的，每⼀个ACK都带有对应的确认序列号，意思是告诉发送者，我已经收到了哪些数据，下⼀次你从哪⾥开始发送。  
![在这里插入图片描述][7a1b57e2c90c402ca8b556aeb937c854.png]

### 2.2 超时重传 ###

1.  主机A发送数据给B之后，可能因为⽹络拥堵等原因，数据⽆法到达主机B；如果主机A在⼀个特定时间间隔内没有收到B发来的确认应答，就会进⾏重发；  
    ![在这里插入图片描述][a2ea7b7bbbaa48dfa0472aef829bfc7d.png]  
    但是，主机A未收到B发来的确认应答，也可能是因为ACK丢失了，如下图所示：  
    ![在这里插入图片描述][0efbdbada131493ea574696ed6e76614.png]  
    因此主机B会收到很多重复数据。

那么TCP协议需要能够识别出那些包是重复的包，并且把重复的丢弃掉。  
这时候我们可以利⽤前⾯提到的序列号，就可以很容易做到去重的效果。

那么，超时的时间如何确定?

*  最理想的情况下，找到⼀个最小的时间，保证 “确认应答⼀定能在这个时间内返回”。但是这个时间的⻓短，随着⽹络环境的不同，是有差异的。
 *  如果超时时间设的太⻓，会影响整体的重传效率
 *  如果超时时间设的太短，有可能会频繁发送重复的包

TCP为了保证⽆论在任何环境下都能⽐较⾼性能的通信，因此会**动态计算这个最⼤超时时间**。

1.  Linux中(BSD Unix和Windows也是如此)，超时以500ms为⼀个单位进⾏控制，每次判定超时重发的超时时间都是500ms的整数倍。
2.  如果重发⼀次之后，仍然得不到应答。等待 2*500ms 后再进⾏重传。如果得不到应答，等待 4*500ms 后进⾏重传。依次类推，以指数形式递增；
3.  当累计到⼀定的重传次数，TCP认为⽹络或者对端主机出现异常，强制关闭连接。

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