计算机网络学习（3）

TCP 协议

TCP 提供可靠的、面向连接的服务：

1. 在传送数据之前必须先建立连接，数据传送结束后要释放连接。传输过程中会校验数据并返回确认，保证可靠性。

2. 一般用于文件传输、发送和接收邮件、远程登录等场景。

TCP 连接

建立连接

建立 TCP 协议采用了三次握手策略：SYN 是 TCP/IP 建立连接时使用的握手信号，接收者到后以 ACK 信号响应（序号加一）。

1. 客户端向服务端 发送带有 SYN 标志的数据包（客户端请求连接）
2. 服务端向客户端 发送带有 SYN/ACK 标志的数据包（客户端可以正常发送消息）
3. 客户端向服务端 发送带有带有 ACK 标志的数据包（服务端可以正常发送消息，连接建立）

断开连接

断开 TCP 连接采用了四次挥手策略：FIN 是 TCP/IP 断开连接时使用的终止信号，接收者到后以 ACK 信号响应（序号加一）。

1. 客户端向服务端 发送带有 FIN 标志的数据包（客户端请求终止）
2. 服务器向客户端 发送带有 ACK 标志的数据包（客户端不再发送消息，连接半关闭）
3. 服务器向客户端 发送带有 FIN 标志的数据包（服务端请求终止）
4. 客户端向服务端 发送带有 ACK 标志的数据包（服务端不再发送消息，连接关闭）

TCP 可靠传输

编号和校验和

• 编号

发送方将应用报文分割成 TCP 报文段后，会为每一个报文段进行编号。由接收方对数据包进行排序，再把有序数据传送给应用层。

如果收到重复报文段，直接丢弃。

• 校验和

发送方会计算 TCP 报文段全部数据的检验和，并保存在报文段首部。由接收方对数据包数据进行检验。

如果收到错误报文段，丢弃报文段，并返回错误消息等待重发。

IP 协议校验和只校验首部， TCP 协议校验全部数据。

ARQ 协议

（自动重传请求）发送方发送报文段后，会等待接收方 ACK。如果接收到错误消息或等待超时，将重发这个报文段。用来实现可靠传输。

现在一般使用连续 ARQ 协议：维持一个发送窗口，可以连续发送出去多个报文段而不需要等待对方确认。接收方对按序到达的最后一个报文段发送确认，即表明之前的所有报文段都已经正确收到。提高信道利用率。

如果发送方连续发送了 5 条消息，其中 3 号消息丢失。接收方只会对前两个消息发送确认。发送方必须对后三条消息全部重传。

流量控制和阻塞控制

• 流量控制：减少数据发送，防止接收方过载导致数据无法处理。

• 拥塞控制： 减少数据发送，防止网络阻塞导致数据无法到达。

发送方允许连续发送的分组上限受以上两个因素制约，即 发送窗口 = min (接收窗口, 阻塞窗口)。

1. 接收窗口大小由 接收方返回的确认报文中的窗口字段设定。

2. 拥塞窗口大小根据网络的拥塞程度动态变化，TCP 拥塞窗口变化采取了慢开始、拥塞避免、快重传 和 快恢复 四种策略。