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28 张图,竟然把 TCP说清楚了,运维人果断收藏!-北京赛维博信科技发展有限公司
来源:本文摘自网络,如有侵权请联系删除 | 作者:svbx001 | 发布时间: 2022-07-25 | 2154 次浏览 | 分享到:

面向字节流 特性:


  • TCP会以流的形式从应用层读取数据并存放在自己的发送缓存区中,同时为这些字节标上序号
  • TCP会从发送方缓冲区选择适量的字节组成TCP报文,通过网络层发送给目标
  • 目标会读取字节并存放在自己的接收方缓冲区中,并在合适的时候交付给应用层


面向字节流的好处是无需一次存储过大的数据占用太多内存,坏处是无法知道这些字节代表的意义,例如应用层发送一个音频文件和一个文本文件,对于TCP来说就是一串字节流,没有意义可言,这会导致粘包以及拆包问题,后面讲。

/   可靠传输原理   /

前面讲到,TCP是可靠传输协议,也就是,一个数据交给他,他肯定可以完整无误地发送到目标地址,除非网络炸了。他实现的网络模型如下:


对于应用层来说,他就是一个可靠传输的底层支持服务;而运输层底层采用了网络层的不可靠传输。虽然在网络层甚至数据链路层就可以使用协议来保证数据传输的可靠性,但这样网络的设计会更加复杂、效率会随之降低。把数据传输的可靠性保证放在运输层,会更加合适。

可靠传输原理的重点总结一下有:滑动窗口、超时重传、累积确认、选择确认、连续ARQ 。

停止等待协议


要实现可靠传输,最简便的方法就是:我发送一个数据包给你,然后你跟我回复收到,我继续发送下一个数据包。传输模型如下:


这种“一来一去”的方法来保证传输可靠就是停止等待协议(stop-and-wait)。不知道还记不记得前面TCP首部有一个ack字段,当他设置为1的时候,表示这个报文是一个确认收到报文。

然后再来考虑一种情况:丢包。网络环境不可靠,导致每一次发送的数据包可能会丢失,如果机器A发送了数据包丢失了,那么机器B永远接收不到数据,机器A永远在等待。解决这个问题的方法是:超时重传 。当机器A发出一个数据包时便开始计时,时间到还没收到确认回复,就可以认为是发生了丢包,便再次发送,也就是重传。

但重传会导致另一种问题:如果原先的数据包并没有丢失,只是在网络中待的时间比较久,这个时候机器B会受到两个数据包,那么机器B是如何辨别这两个数据包是属于同一份数据还是不同的数据?这就需要前面讲过的方法:给数据字节进行编号。这样接收方就可以根据数据的字节编号,得出这些数据是接下来的数据,还是重传的数据。

在TCP首部有两个字段:序号和确认号,他们表示发送方数据第一个字节的编号,和接收方期待的下一份数据的第一个字节的编号。前面讲到TCP是面向字节流,但是他并不是一个字节一个字节地发送,而是一次截取一整段。截取的长度受多种因素影响,如缓存区的数据大小、数据链路层限制的帧大小等。

 

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