TCP如何做到可靠传输

2024-06-17 06:44
文章标签 tcp 传输 做到 可靠

本文主要是介绍TCP如何做到可靠传输,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

TCP如何做到可靠传输

      • 1. 连接建立(三次握手)
      • 2. 数据传输
        • 2.1 序列号和确认号
        • 2.2 窗口机制
      • 3. 流量控制
      • 4. 拥塞控制
      • 5. 错误检测与恢复
        • 5.1 校验和
        • 5.2 重传机制
      • 6. 连接终止(四次挥手)
      • 示例

TCP(传输控制协议)通过多种机制实现可靠传输,这些机制包括连接建立、数据传输、流量控制、拥塞控制和错误检测与恢复。以下是TCP如何实现可靠传输的详细解释:

1. 连接建立(三次握手)

TCP使用三次握手(Three-Way Handshake)来建立连接,确保通信双方已经准备好进行数据传输。

  • 第一次握手:客户端发送一个SYN(同步序列号)报文给服务器,表示请求建立连接,并包含一个初始序列号(ISN)。
  • 第二次握手:服务器收到SYN报文后,回应一个SYN-ACK(同步序列号和确认号)报文,表示同意连接,并发送自己的初始序列号。
  • 第三次握手:客户端收到SYN-ACK报文后,发送一个ACK(确认)报文,确认已经收到服务器的初始序列号。至此,连接建立完成。

2. 数据传输

2.1 序列号和确认号
  • 序列号(Sequence Number):每个字节在TCP连接中都有一个唯一的序列号,用于确保数据按序到达。
  • 确认号(Acknowledgment Number):接收方使用确认号告知发送方已经成功接收到的数据字节数,从而提供正向确认机制。
2.2 窗口机制

TCP使用滑动窗口机制来控制数据流量。窗口大小决定了发送方在等待接收方确认前可以发送的数据量。

  • 发送窗口:发送方维护的窗口,表示可以发送但尚未确认的数据。
  • 接收窗口:接收方维护的窗口,表示可以接收但尚未处理的数据。

3. 流量控制

TCP使用接收窗口(Window Size)字段实现流量控制,避免发送方发送数据过快超过接收方的处理能力。

  • 接收窗口大小:接收方通过在ACK报文中告知发送方其接收窗口的大小,以控制发送方的数据发送速度。

4. 拥塞控制

TCP采用多种算法来检测和控制网络拥塞,常见的算法包括:

  • 慢启动(Slow Start):在连接开始时,发送方以指数增长的方式增加拥塞窗口(Congestion Window,就是一次性能够发送的报文数量)的大小,逐步探测网络的负载能力。
  • 拥塞避免(Congestion Avoidance):当网络达到一定负载时,发送方以线性增长的方式增加拥塞窗口,避免拥塞。
  • 快速重传(Fast Retransmit):发送方在收到三个重复的ACK报文后,立即重传丢失的数据段,而不等待超时。
  • 快速恢复(Fast Recovery):在快速重传后,发送方不进入慢启动阶段,而是将拥塞窗口减半,并继续数据传输。

5. 错误检测与恢复

5.1 校验和

TCP报文头包含一个校验和(Checksum)字段,用于检测传输过程中数据的完整性。如果校验和验证失败,接收方会丢弃该数据段,并请求重传。

5.2 重传机制

TCP使用超时重传(Timeout Retransmission)机制。如果发送方在指定时间内未收到某个数据段的确认,将重传该数据段。

  • 超时时间:发送方根据往返时间(RTT)动态调整重传超时时间(RTO)。

6. 连接终止(四次挥手)

TCP使用四次挥手(Four-Way Handshake)来终止连接,确保双方都已完成数据传输并准备关闭连接。

  • 第一次挥手:发送方发送一个FIN(结束)报文,表示数据发送完成。
  • 第二次挥手:接收方收到FIN报文后,回应一个ACK报文,确认收到结束请求。
  • 第三次挥手:接收方发送自己的FIN报文,表示准备关闭连接。
  • 第四次挥手:发送方收到FIN报文后,回应一个ACK报文,确认收到结束请求。至此,连接关闭完成。

示例

以下是TCP可靠传输机制的简要示例:

  1. 连接建立

    • 客户端发送:SYN=1, Seq=100
    • 服务器回应:SYN=1, ACK=101, Seq=200
    • 客户端确认:ACK=201
  2. 数据传输

    • 客户端发送:Seq=101, Data=“Hello”
    • 服务器确认:ACK=106
  3. 流量控制

    • 服务器发送:ACK=106, Window=4096
  4. 拥塞控制

    • 客户端发送:Seq=106, Data=“World”, CWND=1024
  5. 连接终止

    • 客户端发送:FIN=1, Seq=111
    • 服务器回应:ACK=112
    • 服务器发送:FIN=1, Seq=200
    • 客户端确认:ACK=201

通过这些机制,TCP确保了数据在网络中的可靠传输,保证了数据的完整性和顺序性。

这篇关于TCP如何做到可靠传输的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1068724

相关文章

【Go】go连接clickhouse使用TCP协议

离开你是傻是对是错 是看破是软弱 这结果是爱是恨或者是什么 如果是种解脱 怎么会还有眷恋在我心窝 那么爱你为什么                      🎵 黄品源/莫文蔚《那么爱你为什么》 package mainimport ("context""fmt""log""time""github.com/ClickHouse/clickhouse-go/v2")func main(

2024.9.8 TCP/IP协议学习笔记

1.所谓的层就是数据交换的深度,电脑点对点就是单层,物理层,加上集线器还是物理层,加上交换机就变成链路层了,有地址表,路由器就到了第三层网络层,每个端口都有一个mac地址 2.A 给 C 发数据包,怎么知道是否要通过路由器转发呢?答案:子网 3.将源 IP 与目的 IP 分别同这个子网掩码进行与运算****,相等则是在一个子网,不相等就是在不同子网 4.A 如何知道,哪个设备是路由器?答案:在 A

图解TCP三次握手|深度解析|为什么是三次

写在前面 这篇文章我们来讲解析 TCP三次握手。 TCP 报文段 传输控制块TCB:存储了每一个连接中的一些重要信息。比如TCP连接表,指向发送和接收缓冲的指针,指向重传队列的指针,当前的发送和接收序列等等。 我们再来看一下TCP报文段的组成结构 TCP 三次握手 过程 假设有一台客户端,B有一台服务器。最初两端的TCP进程都是处于CLOSED关闭状态,客户端A打开链接,服务器端

网络原理之TCP协议(万字详解!!!)

目录 前言 TCP协议段格式 TCP协议相关特性 1.确认应答 2.超时重传 3.连接管理(三次握手、四次挥手) 三次握手(建立TCP连接) 四次挥手(断开连接)  4.滑动窗口 5.流量控制 6.拥塞控制 7.延迟应答 8.捎带应答  9.基于字节流 10.异常情况的处理 小结  前言 在前面,我们已经讲解了有关UDP协议的相关知识,但是在传输层,还有

linux下TCP/IP实现简单聊天程序

可以在同一台电脑上运行,在一个终端上运行服务器端,在一个终端上运行客户端。 服务器端的IP地址要和本地的IP相同,并分配端口号,客户端的默认设置为本地,端口号自动分配。 服务器端: #include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <errno.h>#include <string.h>#include <sys/types.

JAVAEE初阶第七节(中)——物理原理与TCP_IP

系列文章目录 JAVAEE初阶第七节(中)——物理原理与TCP_IP 文章目录 系列文章目录JAVAEE初阶第七节(中)——物理原理与TCP_IP 一.应用层重点协议)1. DNS2 .NAT3. NAT IP转换过程 4 .NAPT5. NAT技术的缺陷6. HTTP/HTTPS7. 自定义协议 二. 传输层重点协议 1 .UDP协议 2.1.1 UDP协议端格式 2.1.2 UD

深入理解TCP通信

这大概是自己博客上面第三次写TCP通信demo了,总是写同样的内容也不太好啊,不过每一次都比前一次进步一点。这次主要使用了VIM编辑工具、gdb调试、wireshirk、netstat查看网络状态。 参考《C++服务器视频教程》、《Unix网络编程》 一、VIM常用命令 vim server.cpp #打开一个文件:w 写入文件:wq 保存并退出:q! 不保存退出显示行号

浏览器工作原理(3)-TCP协议文件如何从服务器到浏览器

浏览器工作原理-TCP协议,文件如何从服务器到浏览器 本周继续学习浏览器工作原理及实践,本次内容来看一下TCP协议确保文件完整的送到至浏览器 First Page 是指页面加载到首次开始绘制的时长,而影响这个性能指标的一个重要原因是网络加载速度,网络传输协议无论使用http还是websocket,都是基于TCP/IP的,所以有必要了解一下TCP/IP,对于web的性能调优和问题定位都有很

远程桌面文件传输异常或者取消传输后一直显示正在取消

环境: Window Servers 2008 R2 摘要说明: 本篇文章主要讲述当应用远程桌面进行文件传输时,若因网络等导致进程中断,再次传输时则不能进行文件传输;或者传输时取消传输,然后一直显示正在取消。此时可以通过重启window的rdpclip.exe进程来解决此问题 步骤 1.关闭rdpclip.exe进程 远程桌面连上上传输异常的服务器,打开资源管理器,在进程列关闭rdpc

应用层简单实现udp / tcp网络通信

一、常见网络接口总结 1、创建 socket 文件描述符 (TCP/UDP, 客户端 + 服务器) int socket(int domain, int type, int protocol); domain:AF_INET:网络通信,AF_LOCAL:本地通信 type:UDP:SOCK_DGRAM,TCP:SOCK_STREAM protocol:协议编号一开始设0 返回值:文件描