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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。
二.TCP协议段格式 知道了端口号才能进一步确认这个数据报交给了哪一个程序。16为端口号是2字节范围是0到65535.如果端口号超过了65535那么这个端口号是不合法的。 tcp的报头是变长的Tcp报头的最大长度是60字节前20个字节是固定的报头最短长度是20字节。选项部分可以有 也可以没有可以是一个也可以是多个。 当tcp的空间不够用了可以升级拓展空间。
确认应答
tcp的特点是有连接全双工可靠面向字节流。那么可靠的传输机制是什么样的呢确认应答是保证tcp可靠性的重要条件。 比如我给女生发信息第一条信息是我们一起去吃麻辣烫第二条是做我女朋友。
正常情况是女生同意和我一起吃麻辣烫但是不做我女朋友有没有可能是第二条回应先过来第一条回应后过来 后发先至导致意思全变了女生拒绝了吃麻辣烫但是答应做我女朋友那么对我来说更加开心。那么这种后发先至的情况有没有可能存在一定是存在的网络从a-b中间的路径很多每个节点的路由器繁忙程度也不一样此时就会有后发先至的可能性。解决这个问题针对数据进行编号。 当客户端发送数据时会把数据转换为一个一个字节然后对每个字节进行编号假设第一次发送编号1到1000的第二次发送1001-2000第三次2001-3000. 第一次主机A发送编号1-1000的数据主机B收到后会给A返回一个编号1001的数据不一定发送的是1到1000的数据可能编号是1到500,1到600都有可能但主机B返回的一定是A发送编号的最后一位加1主机A收到后说明1到1000的数据已经成功发送下一次发送的数据应该从1001开始。 32位序号是每次发送的第一个字节编号32为确认序号是最后一个字节编号加1。 搞清楚当前是普通报文和应答报文是很有必要的。 当ack为0时是一个普通报文此时只有32为序号是有效的。 当ack时1时表示是一个应答报文这个报文的32为序号和32位确认序号都是有效的。 主机A发送1000到2000的数据时主机B收到后同样会发送一个TCP数据报32位确认序号是1001主机A收到反馈后会把32为确认序号1和发过来的32为序号进行对比如果相等说明数据发送成功如果不相等说明发送失败。保证了数据传输的可靠性。
超时重传
丢包在网络上很可能出现发一个数据然后丢了。路由器和交换机就是交通枢纽数据传输的时要经过很多路由器和交换机传输的线路结构复杂传输的数据量也不确定如果设备太繁忙后面的数据等待太久就会出现丢包的可能。 超时重传是主机A给主机B发信息如果主机A收不到确认应答既发送失败主机A等待一定的时间后会重新给A发送一次。超时重传相等于确认应答进行的重要补充。 不管是应答报文丢失还是数据本身丢失都会重新发送。如果是应答报文丢失那么同一条信息B收到了2次本身是有问题的。 接收方收到数据后需要对数据进行去重把重复的数据丢失掉。 tcp会在内核中给每个socket对象安排一个内存空间相当于一个队列也称为接收缓存区收到的数据都会被放在内存缓存区中并且按照序号进行排序当B主机读数据的时候会把数据从队列中读走并删除如果有重复的下一次主机A发过来的数据编号一定大于队列队首元素的编号这时候说明上次主机B发给主机A的数据重复发送过去了把重复的数据删除即可。 为啥重传的时候能传过去 丢包本来就是一个概率性的问题假设丢包的概率是10%那么连续传2次丢包的概率是10%*10%1%那么随着重传的次数增多丢包的概率会越来越小如果重传了很多次都没收到那么说明是重大网络事故。每次未收到数据都需要等待一定的时间如果超过等待时间还没有收到那么就要重传。超时重传不是一个固定的值会随着时间的轮次增加而进一步增加。 如果重传到一定的程度会自动放弃。次数就会重置tcp的连接。 rst为1为一个复位报文如果网络出现严重的故障复位操作就无法完成最终放弃连接。 超时重传和确认应答是保证tcp可靠性的关键。
