计算机网络基础-TCP协议

1.TCP协议即传输控制协议,基于TCP的应用层协议有HTTP、SMTP、FTP、Telnet和POP3.

2.特点
面向连接:使用TCP传输数据前、必先建立TCP连接;传输完后再释放连接。
全双工通信:建立TCP连接后,通行双方都能发送数据
可靠:通过TCP连接传送的数据不丢失、无差错、不重复&按序到达
面向字节流:数据以流的形式进行传输
缺点是效率慢。

3.报文段格式
TCP传送的数据单元=报文段=首部+数据两部分。
首部前20个字符固定、后面有4n个字节是根据需而增加的选项,故tcp首部最小长度为20字节。分为序号、确认号、SYN(连接建立时用于同步序号)、FIN(释放连接)。

4.建立连接过程(三次握手)

过程 具体描述 报文段信息 状态
第一次握手 客户端向服务器发送1个连接请求的报文段 1.同步标志位设为1:SYN=1 2.随机选择1个起始序号:seq=x 3.不携带数据 客户端进入同步已发送状态(SYN—SEND)
第二层次握手 服务器收到请求连接报文后,若同意建立连接,则向客户端发回连接确认的报文段 1.同步标志为设为1:SYN=1 2.确认标志位 设为1:ACK=1 3.随机选择一个个起始序号:seq=y 4.确认号字段 设为 ack=x+1 5.不携带数据 服务器进入 同步已接收状态(SYN_RCVD)
第三次握手 客户端收到确认报文段后,向服务器再次发出连接确认报文段 1.确认标记为 设为1 ACK=1 2.序号:seq=x+1 3.确认字号段 设为ack=y+1 4.可携带数据 客户端、服务器都进入已创建状态(ESTABLISHED)

因TCP提供的是全双工通信,故通信双方的应用进程在任何时候都能发送数据,三次握手期间任何1次未收到对面的回复,则都会重发。
特别说明:为了防止服务器因接收早已失效的连接请求报文,从而一直等待客户端请求,最终导致形成死锁、浪费资源所以需要三次握手。

5.释放连接过程(四次挥手)
释放连接前TCP客户端、服务器都处于创建状态,直到客户端主动关闭TCP连接

过程 具体描述 报文段信息 状态
第一次挥手 客户端向服务器发送1个连接释放的报文段 1.终止控制位 设为1:FIN=1 2.报文段序号 设为前面传送数据最后一个字节的序号加1:seq=u 3.可携带数据 客户端进入 终止等待1状态(FIN-WAIT-1)
第二次挥手 服务器收到连接释放报文段后,则向客户端发回连接释放确认的报文段 1.确认标记为 设为1:ACK=1 2.报文段序号 设为前面传送数据最后一个字节的序号加1 :seq=v 3.确认号字段 设为 ack=u+1 服务器进入 关闭等待 状态 (CLOSE-WAIT),客户端收到服务器的确认后进入终止等待2状态(FIN-WAIT-2),等待服务器发出释放连接请求(至此,客户端和服务器的TCP连接已断开,连接处于半关闭状态,即客户端到服务器断开,服务器到客户端未断开)
第三次挥手 若服务器已无要向客户端发送数据,则发出释放连接的报文段 1.终止控制位 设为1:FIN=1 2.确认标记位 设为1:ACK=1 3.报文段序号:seq=w 4.重复上次已发送的确认号字段 设为:ack=u+1 5.可携带数据 服务端进入 最后确定状态(LAST-ACK)
第四次挥手 客户端收到连接释放报文段后,则向服务器发回连接释放确认的报文段 1.确认标记位 设为1:ACK=1 2.报文段序号:seq=u+1 3.确认号字段 设为 ack=w+1 4.可携带数据 客户端进入时间等待状态 (TIME-WAIT),服务期进入 关闭状态(CLOSED)(此时TCP连接还未释放,须经过时间等待计时器的设置时间2MSL后,客户端才进入关闭状态CLOSED 即服务期进入关闭状态比客户端早一些)

为了保证通信双方都能通知对方 需释放&断开连接所以需要四次挥手
MSL=最长报文段寿命,等待是防止上文提到的早已失效的连接请求报文出现在本连接中

6.无差错传输(tcp特点)
传输信道不出现发错,发送方无论以多快的速度发送数据,接收方总来得及处理收到的数据

原文章

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