TCP总结

一、TCP
TCP–面向连接的可靠传输协议
面向连接–三次握手
可靠–可靠的传输机制 确认 重传 排序 流控(滑动窗口)
四次断开
二、TCP报头
TCP总结_第1张图片
三、TCP3次握手
TCP总结_第2张图片
第一次握手:建立连接时,客户端发送syn包(syn=j)到服务器,并进入SYN_SENT状态,等待服务器确认;SYN:同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers);

第二次握手:服务器收到syn包,必须确认客户的SYN(ack=j+1),同时自己也发送一个SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态;

第三次握手:客户端收到服务器的SYN+ACK包,向服务器发送确认包ACK(ack=k+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED(TCP连接成功)状态,完成三次握手;
补充知识:
未连接队列
在三次握手协议中,服务器维护一个未连接队列,该队列为每个客户端的SYN包(syn=j)开设一个条目,该条目表明服务器已收到SYN包,并向客户发出确认,正在等待客户的确认包。这些条目所标识的连接在服务器处于SYN_RECV状态,当服务器收到客户的确认包时,删除该条目,服务器进入ESTABLISHED状态。

TIME_WAIT状态
TIME_WAIT状态存在有两个原因。
<1>可靠终止TCP连接。如果最后一个ACK报文因为网络原因被丢弃,此时server因为没有收到ACK而超时重传FIN报文,处于TIME_WAIT状态的client可以继续对FIN报文做回复,向server发送ACK报文。
<2>保证让迟来的TCP报文段有足够的时间被识别和丢弃。连接结束了,网络中的延迟报文也应该被丢弃掉,以免影响立刻建立的新连接。

追问:为什么需要三次?
TCP是可靠的传输控制协议,三次握手能保证数据可靠传输又能提高传输效率。

如果TCP的握手是两次:
<1>如果client发给server的SYN报文因为网络原因,延迟发送。由于client没有收到server对SYN的确认报文,会重发SYN报文,服务器和回复ACK,连接建立。数据发送完毕,这条连接被正常关闭。这时,延迟的SYN报文发到了server,server误以为这是client重新发送的同步报文,又回复了一个ACK,和client建立了连接。
<2>如果server给client发送的ACK报文因为网络原因,报文被丢弃,此时server认为已经建立好连接,但是client没有收到确认报文,认为没有建立好连接。client会重发SYN报文,此时server已经处于就绪状态,认为已经建立好连接

四、TCP4次断开
TCP总结_第3张图片
1.客户端A发送一个FIN,用来关闭客户A到服务器B的数据传送

2.服务器B收到这个FIN,它发回一个ACK,确认序号为收到的序号加1。和SYN一样,一个FIN将占用一个序号

3.服务器B关闭与客户端A的连接,发送一个FIN给客户端A

4.客户端A发回ACK报文确认,并将确认序号设置为收到序号加1

拓展:为什么连接的时候是三次握手,关闭的时候却是四次握手?
因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后,可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的,SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时,当Server端收到FIN报文时,很可能并不会立即关闭SOCKET,所以只能先回复一个ACK报文,告诉Client端,”你发的FIN报文我收到了”。只有等到我Server端所有的报文都发送完了,我才能发送FIN报文,因此不能一起发送。故需要四步握手。
为什么是四次?
TCP是全双工的连接,必须两端同时关闭连接,连接才算真正关闭。 如果一方已经准备关闭写,但是它还可以读另一方发送的数据。发送给FIN结束报文给对方对方收到后,回复ACK报文。当这方也已经写完了准备关闭,发送FIN报文,对方回复ACK。两端都关闭,TCP连接正常关闭。

五、SCTP协议
SCTP:可靠的、面向连接的,流控制传输协议,提供消息边界、传输级别多宿支持以及线头阻塞减少到最小的一种方法

SCTP是为传输信令业务流而制定的,它本身所具有的、优于TCP的一些先进协议机制,如选择性重传、无序递交和支持多种网络特性等,使得SCTP能够在一定程度上满足高性能传输的需求。而且,SCTP采用了类同TCP的流量控制机制,不存在类似基于UDP的实时媒体流对TCP性能造成的劣化干扰问题和公平性问题。因此,SCTP将有可能取代TCP,成为下一代IP网上面向连接的可靠传送层协议。

SCTP相比CTP协议的优势
1)在客户和服务器之间提供关联,并像TCP那样给应用提供可靠性、排序、流量控制以及全双工的数据传送;

2)一个关联指代两个系统之间的一次通信,它可能因为SCTP支持多宿而设计不止两个地址;

3)与TCP不同的是,SCTP是面向消息的。它提供各个记录的按序递送服务;

4)与UDP一样,有发送端写入的每条记录的长度随数据一道传递给接收端应用;

5)能够在所连接的端点之间提供多个流,每个流各自可靠第按序递送消息;

6)提供多宿性,使得单个SCTP端点能够支持多个IP地址;

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