第五节 面向连接传输：TCP

第五节 面向连接传输：TCP

 

TCP概述RFCs:793,1122,1323,2018,2581
   点对点:
   一个发送方,一个接收方
   可靠,按序的字节流:
   无“报文边界”，无结构但有顺序
   流水式控制:
   TCP的拥塞和流量控制，设置窗口大小
   发送&接收缓存
   全双工数据传输:
   在同一连接上双向传输
   MSS:maximum segment size（最大段字节数-1500,536,512）
   面向连接:
   握手过程(交换控制信息)在交换数据前初始化收发双方的状态“三次握手”
   流量控制:
   发送方的发送速度不得超过接收方的处理速度
TCP段格式(p80)

TCPseq.#’s和ACKs
   Seq.#’s:
   该数据段第一个字节在（整个报文）字节流中“编号”
   ACKs:
   seq#为预期从对方发来的“下一个”字节的编号
   积累的ACK
   Q:接收方如何接受失序的数据段
   A:TCP没有定义,-由程序设计者决定

TCP:可靠数据传输

   简化的发送方,假设
   单向数据传输
   无流量,拥塞控制
TCP:可靠数据传输
   简化的TCP发送方
   00 sendbase=initial_sequence number
   01 nextseqnum = initial_sequence number
   02
   03 loop (forever) {
   04 switch(event)
   05 event:data received from application above
   06 create TCP segment with sequence number nextseqnum
   07 start timer for segment nextseqnum
   08 pass segment to IP
   09 nextseqnum=nextseqnum + length(data)
   10 event:timer timeout for segment with sequence number y
   11 retransmit segment with sequence number y
   12 compue new timeout interval for segment y
   13 restart timer for sequence number y
   14 event:ACK received, with ACK field value of y
   15 if (y > sendbase) { /* cumulative ACK of all data up to y */
   16 cancel all timers for segments with sequence numbers < y
   17 sendbase = y
   18 }
   19 else { /* a duplicate ACK for already ACKed segment */
   20 increment number of duplicate ACKs received for y
   21 if (number of duplicate ACKS received for y == 3) {
   22 /* TCP fast retransmit */
   23 resend segment with sequence number y
   24 restart timer for segment y
   25 }
   26 } /* end of loop forever */
TCP ACK规则
  
TCP:重传场景

TCP流量控制
   流量控制
   发送端不可发送的太多、太快以至于使得接收端的缓存溢出
   RcvBuffer=接收端的 TCP 缓存大小
   RcvWindow=缓存中空闲的部分

   接收端:显式通知发送端(动态变化中的)自由缓存空间
   RcvWindow TCP数据段的字段
   发送端:需要保存已经发送,unACKed数据可少于最近收到的RcvWindow
TCP连接管理
   TCP收发双方在数据交换开始之前需要建立连接
   初始化TCP变量:
   seq.#s
   缓存,流量控制信息(e.g. RcvWindow)
   客户端:连接的发起者
   Socket clientSocket=new Socket("hostname","port number"); -JAVA
   服务器:接受客户端的连接
   Socket connectionSocket=welcomeSocket.accept();
   (建立连接)三次握手:
   Step1:客户端的end system向服务器发送TCP SYN控制数据段
   定义并初始化seq#
   Step 2:服务器的end system接收SYN,用SYNACK控制数据段回答
   ACKs接收到的SYN
   分配缓存
   定义server-> receiver初始化seq.#
   Step3:客户端的end system向服务器发送ACK
   ACKs接收到的连接承诺
   分配缓存
TCP连接管理(续)
   关闭连接:
   客户端关闭插口:clientSocket.close();
   Step1:客户端发送 TCP FIN 控制段给服务器
   Step2:服务器收到
   FIN,用ACK应答.关闭连接,发送FIN.

TCP 连接管理(续)
   Step3:客户端收到FIN,用ACK进行应答.
   随着对接收到的FIN发送ACK-同时进入“timed wait（计时等待）”
   Step4:服务器,接收ACK.连接关闭.
   注意:稍加修改,即可管理同时发生的多个FINs.

TCP连接管理(续)