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  • 1 # 機器視覺工程師

    先看圖,有個直觀瞭解,圖中主要包括三部分:建立連線、傳輸資料、斷開連線。

    1. 建立TCP連線很簡單,透過三次握手便可建立連線。建立好連線後,開始傳輸資料。TCP資料傳輸牽涉到的概念很多:超時重傳、快速重傳、流量控制、擁塞控制等等。斷開連線的過程也很簡單,透過四次握手完成斷開連線的過程

    2.三次連線建立過程

    第一次握手:客戶端傳送syn包(seq=x)到伺服器,並進入SYN_SEND狀態,等待伺服器確認;第二次握手:伺服器收到syn包,必須確認客戶的SYN(ack=x+1),同時自己也傳送一個SYN包(seq=y),即SYN+ACK包,此時伺服器進入SYN_RECV狀態;第三次握手:客戶端收到伺服器的SYN+ACK包,向伺服器傳送確認包ACK(ack=y+1),此包傳送完畢,客戶端和伺服器進入ESTABLISHED狀態,完成三次握手。

    握手過程中傳送的包裡不包含資料,三次握手完畢後,客戶端與伺服器才正式開始傳送資料。理想狀態下,TCP連線一旦建立,在通訊雙方中的任何一方主動關閉連線之前,TCP 連線都將被一直保持下去。

    3.傳輸資料

    a.超時重傳超時重傳機制用來保證TCP傳輸的可靠性。每次傳送資料包時,傳送的資料報都有seq號,接收端收到資料後,會回覆ack進行確認,表示某一seq 號資料已經收到。傳送方在傳送了某個seq包後,等待一段時間,如果沒有收到對應的ack回覆,就會認為報文丟失,會重傳這個資料包。b.快速重傳接受資料一方發現有資料包丟掉了。就會發送ack報文告訴傳送端重傳丟失的報文。如果傳送端連續收到標號相同的ack包,則會觸發客戶端的快速重 傳。比較超時重傳和快速重傳,可以發現超時重傳是傳送端在傻等超時,然後觸發重傳;而快速重傳則是接收端主動告訴傳送端資料沒收到,然後觸發傳送端重傳。c.流量控制這裡主要說TCP滑動窗流量控制。TCP頭裡有一個欄位叫Window,又叫Advertised-Window,這個欄位是接收端告訴傳送端自己 還有多少緩衝區可以接收資料。於是傳送端就可以根據這個接收端的處理能力來發送資料,而不會導致接收端處理不過來。 滑動窗可以是提高TCP傳輸效率的一種機制。d.擁塞控制滑動窗用來做流量控制。流量控制只關注傳送端和接受端自身的狀況,而沒有考慮整個網路的通訊情況。擁塞控制,則是基於整個網路來考慮的。考慮一下這 樣的場景:某一時刻網路上的延時突然增加,那麼,TCP對這個事做出的應對只有重傳資料,但是,重傳會導致網路的負擔更重,於是會導致更大的延遲以及更多 的丟包,於是,這個情況就會進入惡性迴圈被不斷地放大。試想一下,如果一個網路內有成千上萬的TCP連線都這麼行事,那麼馬上就會形成“網路風 暴”,TCP這個協議就會拖垮整個網路。為此,TCP引入了擁塞控制策略。擁塞策略演算法主要包括:慢啟動,擁塞避免,擁塞發生,快速恢復。

    4.斷開過程

    第一次揮手:主動關閉方傳送一個FIN,用來關閉主動方到被動關閉方的資料傳送,也就是主動關閉方告訴被動關閉方:我已經不會再給你發資料了(當 然,在fin包之前傳送出去的資料,如果沒有收到對應的ack確認報文,主動關閉方依然會重發這些資料),但此時主動關閉方還可以接受資料。

    第二次揮手:被動關閉方收到FIN包後,傳送一個ACK給對方,確認序號為收到序號+1(與SYN相同,一個FIN佔用一個序號)。

    第三次揮手:被動關閉方傳送一個FIN,用來關閉被動關閉方到主動關閉方的資料傳送,也就是告訴主動關閉方,我的資料也傳送完了,不會再給你發資料了。

    第四次揮手:主動關閉方收到FIN後,傳送一個ACK給被動關閉方,確認序號為收到序號+1,至此,完成四次揮手。

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