面向数据连接:TCP(下)

简介: 面向数据连接:TCP(下)

产生TCP ACK的情况及其 建议


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快速重传


就是在快速定时器超时之前已经收到了某个段的冗余ACK, 那么就需要在某个段还没有到时的情况下,将这个段快速重新传出去 ,而不是等待它超时了再进行重传。


  • 超时周期往往太长:
  • 在重传丢失报文段之前的 延时太长
  • 通过重复的ACK来检测 报文段丢失
  • 发送方通常连续发送大量 报文段
  • 如果报文段丢失,通常会 引起多个重复的ACK


如果发送方收到同一数据 的3个冗余ACK,重传最 小序号的段:


==快速重传:在定时器过时 之前重发报文段==


它假设跟在被确认的数据 后面的数据丢失了


• 第一个ACK是正常的;


• 收到第二个该段的ACK,表 示接收方收到一个该段后的 乱序段;


• 收到第3,4个该段的ack,表 示接收方收到该段之后的2个 ,3个乱序段,可能性非常大 段丢失了


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快速重传算法:

event: ACK received, with ACK field value of y
    if (y > SendBase) {
    SendBase = y
    if (there are currently not-yet-acknowledged segments)
      start timer
  } 
else {  //已确认报文段的一个重复确认
    increment count of dup ACKs received for y
    if (count of dup ACKs received for y = 3) { //快速重传
      resend segment with sequence number y
}


流量控制


目的就是防止发送方发送的太快, 而使得接收方得缓冲区溢出。


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  • 接收方在其向发送方的TCP段 头部的rwnd字段“通告”其空 闲buffer大小


  • RcvBuffer大小通过socket选项 设置 (典型默认大小为4096 字 节)
  • 很多操作系统自动调整 RcvBuffer
  • 发送方限制未确认(“inflight”)字节的个数≤接收 方发送过来的 rwnd 值


  • 保证接收方不会被淹没


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TCP流量控制


相当于木桶效应, 即使发送方能够发送4096bit得数据。 但是接收方只能接收1080bit的数据, 那么发送方也只能有效发出1080bit的数据。

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连接管理


连接的本质:


  1. ==双方都知道要和对方通信==
  2. ==双方要为通信连接准备好必要的资源(初始序号等)==
  3. ==控制变量需要做置位(序号、初始化receiveBuffer(接收窗口)大小等都需要告诉对方)==*


在正式交换数据之前,发送方和接收方握手建立通信关系:


  • 同意建立连接(每一方都知道对方愿意建立连接)
  • 同意连接参数


为连接做 准备

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两次握手建立连接的不可行性


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  1. 变化的延迟(连接请求的段 没有丢,但可能超时)
  2. 由于丢失造成的重传 (e.g. req_conn(x))
  3. 报文乱序
  4. 相互看不到对方


2次握手失败的场景:


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Client发送了建立连接的请求, 然后Server收到连接请求, 并且进行了确认, 然后发送给了Client 。Client接收到了Server的连接确认, 表示Client知道Server是活跃的, 但是之后Client并没有继续发送确认信息。 因为握手已经结束, 所以Server并不知道你Client是否活跃,所以这就是所谓的半连接。


TCP 三次握手


基于2次握手的不可行性, 我们通过三次握手来实现解决。


基本方案是 : 变化的初始序号+双方确认对方的序号(3次握手)


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1.Client建立起连接 。然后将自己的初始序号, x发送TCP SYN报文。

SYN = 1 就是连接请求, Seq = x 就是告诉对方,我将要从x这个字节开始传输。(x就是初始序号)


2.Server接收到连接请求 ,发出连接确认。

SYN = 1 表示连接请求, Seq = y 就是告诉Client我要从y这个字节开始传输(y就是server的初始序号)


ACK =1 表示我确认接收到了连接请求,ACKNum 表示我确认接收到了x的请求 ,希望你下次从x+1开始传输


3.Client接收到了第二次握手的信号,发出第三次握手

接收到SYN = 1 表示Server是活跃的, 发送SYNACK 的ACK表示 该报文可能包含C-S的数据


接收到了Server的初始序号Seq = y, 本次我就要确认Server给的初始序号。


并且发送ACK = 1表示Client确认了这次的请求。ACKNum = y+1 表示我确认接收到了y的请求 ,希望你下次从y+1开始传输


4.Server接收到Client的确认请求。

ACK(y)表示Client是活跃的。


通常第三次握手跟第一次的数据传递是放在一块的。


3次握手解决:半连接和接收老数据问题


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因为三次握手首先需要将初始序号(x)告诉对方, 然后收到对方的确认之后, 再进行后续的传输,如果说client本次传输的序号不是(x+1) 那么Server就会refuse。 就不会出现老数据传输


TCP 三次握手 : FSM


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TCP: 关闭连接


  1. 客户端,服务器分别关闭它自己这一侧的连接【通过发送FIN bit = 1的TCP段 】
  2. 一旦接收到FIN,用ACK回应 【 接到FIN段,ACK可以和它自己发出的FIN段一起发 送
  3. 可以处理同时的FIN交换


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import socket # 和udp的区别显而易见,udp发送和接收的是一个元祖,因为udp是不建立连接的,只有得到了对方的端口和ip才能进行沟通。 # 而tcp不是,tcp发送和接受的是一个字符串,因为在进行通信前必须先建立好连接确定好了ip以及端口, # 所以不用在接受和发送的时候去特地的发送或者接受端口号和ip地址。
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这是一个看似很“简单”的问题,但貌似并没有一个官方统一的答案。搜索了相关的资料,列举出一些答案。 以下部分转载自:tcp建立连接为什么需要三次握手 在《计算机网络》一书中其中有提到,三次握手的目的是“为了防止已经失效的连接请求报文段突然又传到服务端,因而产生错误”,这种情况是:一端(client)A发出去的第一个连接请求报文并没有丢失,而是因为某些未知的原因在某个网络节点上发生滞留,导致延迟到连接释放以后的某个时间才到达另一端(server)B。
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