TCP IP协议详解.doc

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1、ClientSYN.SENT(connect())SYNseq也竺二ESTABLISHED本文通过两个图来梳理TCP-IP协议相关知识。TCP通信过程包括三个步骤：建立TCP连接通道，传输数据，断开TCP连接通道。如图1所示，给出了TCP通信过程的示意图。ServerLISTEN(listen())SYNRCVDESTABLISHED(write())(read())FIN_WAIT_1(close())FIN_WAIT_2TIMEWAITCLOSE_WAITLAST.ACK(close())图1TCP三次握手四次挥手图1主要包括三部分

2、：建立连接、传输数据、断开连接。1)建立TCP连接很简单，通过三次握手便可建立连接。2)建立好连接后，开始传输数据。TCP数据传输牵涉到的概念很多：超吋重传、快速重传、流量控制、拥塞控制等等。3)断开连接的过程也很简单，通过四次握手完成断开连接的过程。三次握手建立连接:第一次握手：客户端发送syn包(seq二x)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN(ack=x+l),同时自己也发送一个SYN包(seq=y),即SYN+ACK包，此时服务器进入SYNRECV状态;第三次

3、握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACKQck二y+1),此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。握手过程屮传送的包里不包含数据，三次握手完毕后，客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方屮的任何一方主动关闭连接之前，TCP连接都将被一直保持下去。传输数据过程：a.超吋重传超时重传机制用来保证TCP传输的可靠性。每次发送数据包时，发送的数据报都有seq号，接收端收到数据后，会回复ack进行确认，表示某一seq号数据己经收到。发送方在发送了某个s

4、eq包后，等待一段吋间，如果没有收到对应的ack回复，就会认为报文丢失，会重传这个数据包。b・快速重传接受数据一方发现有数据包丢掉了。就会发送ack报文告诉发送端重传丢失的报文。如果发送端连续收到标号相同的ack包，则会触发客户端的快速重传。比较超吋重传和快速重传，可以发现超吋重传是发送端在傻等超吋，然后触发重传;而快速重传则是接收端主动告诉发送端数据没收到，然后触发发送端重传。c.流量控制这里主要说TCP滑动窗流量控制。TCP头里有一个字段叫Window,又叫Advertised-Window,这个字段是接收端告诉发送端口己还有多少缓

5、冲区可以接收数据。于是发送端就可以根据这个接收端的处理能力来发送数据，而不会导致接收端处理不过来。滑动窗可以是提高TCP传输效率的一种机制。d.拥塞控制滑动窗用来做流量控制。流量控制只关注发送端和接受端自身的状况，而没有考虑整个网络的通信情况。拥塞控制，则是基于整个网络来考虑的。考虑一下这样的场景：某一吋刻网络丄的延吋突然增加，那么，TCP对这个事做出的应对只有重传数据，但是，重传会导致网络的负担更重，于是会导致更大的延迟以及更多的丢包，于是，这个情况就会进入恶性循环被不断地放大。试想一下，如果-•个网络内有成千上万的TCP连接都这么行

6、事，那么马上就会形成“网络风暴”，TCP这个协议就会拖垮整个网络。为此，TC卩引入了拥塞控制策略。拥塞策略算法主要包括：慢启动，拥塞避免，拥塞发牛，快速恢复。四次握手断开连接:第一次挥手：主动关闭方发送一个FIN,用来关闭主动方到被动关闭方的数据传送，也就是主动关闭方告诉被动关闭方：我己经不会再给你发数据了（当然，在fin包之前发送出去的数据，如果没有收到对应的ack确认报文，主动关闭方依然会重发这些数据），但此吋主动关闭方还可以接受数据。第二次挥手：被动关闭方收到FIN包后，发送一个ACK给对方，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，

7、一个FTN占用一个序号）。第三次挥手：被动关闭方发送一个FIN,用来关闭被动关闭方到主动关闭方的数据传送，也就是告诉主动关闭方，我的数据也发送完了，不会再给你发数据了。第四次挥手：主动关闭方收到FIN后，发送一个ACK给被动关闭方，确认序号为收到序号+1,至此，完成四次挥手。