网络原理与协议分析-第3单元-TCP:可靠的数据流传输服务

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TCP协议详解

TCP协议详解

TCP协议详解TCP协议(Transmission Control Protocol)是一种面向连接的、可靠的传输层协议,用于在计算机网络中传输数据。

它提供了可靠的数据传输、流量控制、拥塞控制和错误恢复等功能。

本文将详细介绍TCP协议的工作原理、数据传输过程和相关特性。

一、TCP协议的工作原理TCP协议通过三次握手建立连接,四次挥手断开连接。

在建立连接时,客户端发送SYN(同步)报文给服务器端,服务器端回复SYN+ACK(同步+确认)报文给客户端,最后客户端发送ACK(确认)报文给服务器端。

而在断开连接时,发送端发送FIN(结束)报文给接收端,接收端回复ACK报文,最后发送端发送ACK报文,完成连接的断开。

二、TCP协议的数据传输过程1. 数据分段:TCP将应用层传输的数据按照MSS(最大报文段长度)分段,每个分段都有序号和确认号。

2. 可靠传输:TCP通过序号和确认号来实现可靠传输。

发送端将数据分段发送给接收端,接收端收到数据后发送确认报文给发送端,发送端根据接收到的确认报文确定下一个需要发送的数据段。

3. 流量控制:TCP使用滑动窗口机制来进行流量控制。

发送端根据接收端的窗口大小来确定发送数据的数量,保证发送端和接收端的数据处理能力相匹配。

4. 拥塞控制:TCP通过拥塞窗口来控制数据的发送速率,以避免网络拥塞。

发送端根据网络的拥塞程度调整拥塞窗口的大小,从而控制发送的数据量。

5. 错误恢复:TCP使用确认和重传机制来实现错误恢复。

如果发送端没有收到接收端的确认报文,发送端会重传数据段,直到接收到确认报文为止。

三、TCP协议的特性1. 面向连接:TCP在数据传输之前需要建立连接,传输完成后需要断开连接。

这种面向连接的特性保证了数据的可靠性。

2. 可靠性:TCP通过序号和确认号、滑动窗口、确认和重传机制等手段来保证数据的可靠传输。

3. 流量控制:TCP使用滑动窗口机制来进行流量控制,保证发送端和接收端的数据处理能力相匹配。

tcp可靠工作的原理

tcp可靠工作的原理

tcp可靠工作的原理
TCP是一种可靠的、面向连接的协议,它能够在网络中可靠地传输数据。

以下是TCP可靠工作的原理:
1. 连接管理:在TCP协议中,通信双方在发送和接收数据之前必须建立连接。

连接的建立需要进行三次握手,以确保双方都能收到对方的消息并进行确认。

在数据传输结束后,连接需要被正确地关闭,以确保所有数据都被正确地发送和接收。

2. 数据包编号:TCP给每个数据包分配一个序列号,这样接收端可以按正确的顺序重新组合收到的数据包。

序列号可以确保接收端知道每个数据包的来源,并且可以正确地重新组装数据包。

3. 数据包确认和重传:TCP使用确认和重传机制来确保数据的可靠传输。

当接收端收到一个数据包时,它会返回一个确认(ACK)消息,表示已经正确接收该数据包。

如果接收端没有在规定的时间内收到下一个数据包,它会发送一个超时重传消息,要求发送端重新发送数据包。

4. 数据包丢失检测:TCP通过检测数据包的丢失来提高传输可靠性。

如果发送端发现一个数据包在传输过程中丢失了,它会重新发送该数据包。

此外,TCP 还可以通过快速恢复和拥塞控制等机制来避免数据包丢失或损坏。

5. 数据包校验和:TCP使用校验和来确保数据包的完整性。

每个数据包都包含一个校验和字段,用于检查数据包是否在传输过程中被损坏或篡改。

如果接收端发现数据包的校验和不匹配,它会通知发送端重新发送该数据包。

通过这些机制,TCP能够确保数据的可靠传输和完整性,使得TCP成为广泛使用的网络协议之一。

TCP协议详解

TCP协议详解

TCP协议详解TCP(Transmission Control Protocol)是一种面向连接的、可靠的传输层协议,广泛应用于互联网通信中。

它通过提供可靠的、面向字节流的数据传输,确保数据的完整性和可靠性。

本文将详细解释TCP协议的工作原理、特点和相关概念。

一、TCP协议的工作原理1. 建立连接(三次握手):a. 客户端向服务器发送一个SYN(同步)报文段,其中包含一个初始序列号。

b. 服务器收到SYN报文段后,向客户端发送一个SYN+ACK(同步+确认)报文段,其中包含确认号和自己的初始序列号。

c. 客户端收到SYN+ACK报文段后,向服务器发送一个ACK(确认)报文段,确认号为服务器的初始序列号+1。

d. 三次握手完成后,连接建立,双方可以开始传输数据。

2. 数据传输:a. 数据被分割成多个报文段,并按序号进行标记。

b. 报文段按序发送,接收方收到后进行确认。

c. 发送方根据接收方的确认进行重传,确保数据的可靠性。

3. 连接的释放(四次挥手):a. 客户端向服务器发送一个FIN(结束)报文段,请求关闭连接。

b. 服务器收到FIN报文段后,发送一个ACK报文段进行确认。

c. 服务器发送一个FIN报文段,请求关闭连接。

d. 客户端收到FIN报文段后,发送一个ACK报文段进行确认。

e. 四次挥手完成后,连接关闭。

二、TCP协议的特点1. 可靠性:TCP使用序号、确认和重传机制,确保数据的可靠传输。

2. 面向字节流:TCP将数据划分为字节流进行传输,保证数据的顺序性。

3. 流量控制:TCP使用滑动窗口机制控制发送方的发送速率,避免数据的丢失和拥塞。

4. 拥塞控制:TCP使用拥塞窗口机制调整发送方的发送速率,避免网络拥塞。

5. 全双工通信:TCP连接是全双工的,双方可以同时发送和接收数据。

6. 可靠的连接建立和断开:TCP使用三次握手和四次挥手机制,确保连接的可靠建立和断开。

三、TCP协议的相关概念1. 序列号:TCP使用32位的序列号对数据进行标记,保证数据的有序性。

tcp ip协议详解

tcp ip协议详解

tcp ip协议详解TCP/IP协议详解一、引言TCP/IP协议是互联网的核心协议之一,它定义了互联网上数据传输的规则和标准。

本协议详解将对TCP/IP协议的各个层次进行逐一解析,包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。

二、物理层物理层是TCP/IP协议的最底层,它负责将数据从计算机转换成电信号,并通过物理媒介传输。

在这一层,数据以比特流的形式传输,常见的物理媒介包括以太网、无线电波和光纤等。

三、数据链路层数据链路层建立在物理层之上,主要负责将数据分割成帧并传输。

它通过MAC地址来识别网络中的设备,并通过帧的发送和接收来保证数据的可靠传输。

常见的数据链路层协议包括以太网、无线局域网(WLAN)和令牌环网等。

四、网络层网络层是TCP/IP协议的核心层次,它负责将数据从源主机传输到目标主机。

在这一层,数据被分割成数据包,并通过IP地址进行路由选择和转发。

网络层的主要协议是Internet协议(IP),它定义了数据包的格式和传输规则。

五、传输层传输层建立在网络层之上,主要负责在源主机和目标主机之间建立可靠的数据传输通道。

在这一层,数据被分割成报文段,并通过端口号进行进程间的通信。

常见的传输层协议包括传输控制协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)。

六、应用层应用层是TCP/IP协议的最高层,它负责为用户提供各种网络服务和应用程序。

在这一层,数据被封装成消息或请求,并通过应用层协议进行传输。

常见的应用层协议包括超文本传输协议(HTTP)、文件传输协议(FTP)和域名系统(DNS)等。

七、总结TCP/IP协议是互联网的基础,它通过分层的结构和各个层次的协议,实现了数据的可靠传输和网络的互联互通。

物理层负责数据的物理传输,数据链路层负责数据的分割和传输,网络层负责数据的路由选择和转发,传输层负责数据的可靠传输,应用层负责为用户提供各种网络服务和应用程序。

以上是对TCP/IP协议的详细解析,希望对您有所帮助。

TCP协议详解

TCP协议详解

TCP协议详解一、背景介绍TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议,用于在互联网上可靠地传输数据。

TCP协议提供了数据分段、排序、确认和流量控制等功能,确保数据的可靠传输。

二、协议目的TCP协议的目的是提供可靠的数据传输,确保数据在发送和接收之间的完整性和可靠性。

它通过使用序列号、确认和重传机制来实现数据的可靠传输,并通过流量控制和拥塞控制机制来优化网络性能。

三、协议内容1. 连接建立- TCP协议使用三次握手来建立连接。

首先,客户端向服务器发送一个SYN (同步)报文段,其中包含一个初始序列号。

服务器收到SYN报文段后,回复一个SYN+ACK(同步+确认)报文段,其中包含确认序列号和服务器的初始序列号。

最后,客户端再回复一个ACK(确认)报文段,确认连接建立成功。

2. 数据传输- TCP协议将数据分割成多个报文段进行传输。

每个报文段都有一个序列号,用于标识报文段在数据流中的位置。

接收方通过确认序列号来确认已经接收到的报文段,并通过序列号来重新排序报文段。

- TCP协议还使用滑动窗口机制来进行流量控制。

发送方根据接收方的处理能力和网络状况来调整发送速率,避免发送过快导致接收方无法处理。

3. 连接终止- TCP协议使用四次挥手来终止连接。

首先,一方发送一个FIN(结束)报文段,表示要关闭连接。

接收方收到FIN报文段后,发送一个ACK报文段进行确认。

然后,接收方也发送一个FIN报文段,表示同意关闭连接。

最后,发送方收到FIN 报文段后,发送一个ACK报文段进行确认,连接正式关闭。

四、协议优势1. 可靠性:TCP协议通过序列号、确认和重传机制来确保数据的可靠传输,减少数据丢失和错误。

2. 有序性:TCP协议通过序列号和重新排序机制来保证数据的有序传输,确保数据按照发送顺序正确接收。

3. 流量控制:TCP协议使用滑动窗口机制来进行流量控制,根据接收方的处理能力和网络状况来调整发送速率,避免网络拥塞。

TCP协议详解

TCP协议详解

TCP协议详解一、引言TCP(Transmission Control Protocol)是一种可靠的、面向连接的协议,用于在互联网上进行数据通信。

本协议详解旨在介绍TCP协议的工作原理、数据传输过程以及相关的协议规范。

二、协议概述TCP协议是一种传输层协议,它提供了可靠的、面向连接的数据传输服务。

TCP协议通过使用序号、确认和重传机制,确保数据的可靠传输。

同时,TCP协议还提供了流量控制和拥塞控制机制,以适应网络状况的变化。

三、协议规范1. 连接建立在进行数据传输之前,发送方和接收方需要建立一个TCP连接。

连接建立过程如下:(1)发送方向接收方发送SYN包,其中包含一个初始序号。

(2)接收方收到SYN包后,向发送方发送一个SYN+ACK包,其中包含确认序号和初始序号。

(3)发送方收到SYN+ACK包后,向接收方发送一个ACK包,确认连接建立成功。

2. 数据传输TCP协议使用滑动窗口机制进行数据的传输。

发送方将数据分割成多个TCP 段,并按序号进行编号。

接收方通过确认序号来确认已经接收到的数据,并使用累积确认机制来避免重复接收。

3. 流量控制TCP协议使用滑动窗口机制来进行流量控制。

发送方根据接收方的接收能力动态调整发送窗口的大小,以避免数据的丢失和拥塞。

4. 拥塞控制TCP协议使用拥塞窗口机制来进行拥塞控制。

发送方根据网络的拥塞程度动态调整发送窗口的大小,以避免网络拥塞的发生。

5. 连接终止TCP连接的终止需要经过四次握手过程:(1)发送方向接收方发送一个FIN包,表示数据发送完毕。

(2)接收方收到FIN包后,向发送方发送一个ACK包,确认收到FIN包。

(3)接收方向发送方发送一个FIN包,表示数据接收完毕。

(4)发送方收到FIN包后,向接收方发送一个ACK包,确认收到FIN包。

四、协议扩展TCP协议的扩展包括可选的协议头字段和选项字段。

可选的协议头字段用于提供额外的信息,如紧急数据指示、确认序号的精确度等。

tcp的知识点

tcp的知识点

tcp的知识点
TCP(传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

以下是一些TCP的主要知识点:
1.传输层:TCP是传输层协议之一,位于网络层之上,应用层之下。

它提供了一种可靠的、有序的和错误校验的数据传输方式。

2.连接管理:TCP使用三次握手来建立连接,并使用四次挥手来关闭连接。

这确保了连接的可靠建立和终止。

3.数据传输:TCP提供了一种可靠的数据传输方式,通过确认机制、重传机制、流量控制和拥塞控制机制来保证数据的可靠传输。

4.字节流:TCP将数据看作字节流,数据在传输过程中没有明确的边界。

应用程序发送的数据被分割成TCP认为最适合发送的数据块,接收端再将这些数据块重新组合成原始数据。

5.可靠传输:TCP通过确认机制和重传机制确保数据的可靠传输。

接收端向发送端发送确认消息,发送端在一定时间内未收到确认消息,会重传数据。

6.流量控制:TCP使用滑动窗口机制进行流量控制,以防止接收端来不及处理接收到的数据。

滑动窗口机制允许接收端动态地告诉发送端其当前的处理能力。

7.拥塞控制:当网络拥塞时,TCP会减慢发送速度或停止发送数据,以防止网络过载。

这是通过慢开始、拥塞避免、快重传和快恢复等算法实现的。

8.TCP协议的缺点:由于TCP是面向连接的,因此可能会因为三次握手的延迟而导致建立连接的速度较慢;另外,TCP的流量控制和拥塞控制机制可能导致数据传输的延迟增加。

以上知识点是TCP协议的主要内容,理解和掌握这些知识点有助于更好地理解计算机网络和互联网协议的工作原理。

TCP协议详解

TCP协议详解

TCP协议详解一、引言TCP(Transmission Control Protocol)是一种面向连接的、可靠的传输层协议,用于在网络中传输数据。

本协议详解将介绍TCP协议的工作原理、数据传输过程、连接建立和终止过程、流量控制和拥塞控制等方面的内容。

二、TCP协议的工作原理1. 数据分段TCP将应用层传输的数据分成较小的数据块,称为段(segment),每个段包含一个序号和一些控制信息。

2. 可靠性传输TCP使用确认和重传机制来确保数据的可靠传输。

接收方在收到数据后会发送确认消息,发送方在一定时间内没有收到确认消息时会重传数据。

3. 流量控制TCP通过滑动窗口机制来进行流量控制。

发送方根据接收方的处理能力和网络状况来动态调整发送数据的速率,以避免数据丢失或网络拥塞。

4. 拥塞控制TCP使用拥塞窗口来控制数据发送的速率,以避免网络拥塞。

当网络出现拥塞时,发送方会减小拥塞窗口的大小,以降低数据发送的速率。

三、TCP协议的数据传输过程1. 连接建立TCP使用三次握手来建立连接。

首先,客户端向服务器发送一个SYN包,服务器收到后回复一个SYN-ACK包,最后客户端再回复一个ACK包,连接建立成功。

2. 数据传输在连接建立后,发送方将数据分成段并发送给接收方。

接收方收到数据后发送确认消息,发送方根据接收到的确认消息进行重传或发送下一个段。

3. 连接终止TCP使用四次挥手来终止连接。

首先,发送方向接收方发送一个FIN包,接收方收到后回复一个ACK包。

然后,接收方向发送方发送一个FIN包,发送方收到后回复一个ACK包,连接终止成功。

四、TCP协议的优点1. 可靠性:TCP使用确认和重传机制来确保数据的可靠传输,能够保证数据的完整性和正确性。

2. 顺序性:TCP保证数据的顺序传输,接收方按照发送方的顺序接收数据。

3. 流量控制:TCP使用滑动窗口机制来进行流量控制,根据接收方的处理能力和网络状况动态调整发送数据的速率。

TCP协议详解范文

TCP协议详解范文

TCP协议详解范文TCP协议(Transmission Control Protocol)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议。

它是互联网协议族中的一员,用于在网络中进行可靠的数据传输。

TCP协议建立在IP协议之上,通过在数据报服务之上提供通信服务,向应用程序提供端到端的通信。

1.面向连接:在通信之前,双方需要建立一个连接。

这使得数据能够按照发送顺序进行传输,并且可以保证数据的可靠性。

2.可靠性:TCP采用序列号和确认机制来保证数据的可靠传输。

每个字节都会被编号,接收端会对接收到的每个字节进行确认。

如果发送端没有收到确认信息,它会重新发送该数据。

3.流量控制:TCP协议通过滑动窗口机制来控制发送端和接收端之间的数据流量。

滑动窗口的大小取决于接收端的接收能力和网络的状况,可以防止发送端发送过多的数据导致接收端缓冲区溢出。

4.拥塞控制:TCP支持拥塞控制机制,可以在网络拥塞时减少数据的发送。

通过周期性地调整发送速率,TCP可以避免网络的过载和崩溃。

5.面向字节流:TCP协议将数据视为一连串的字节流。

这意味着数据可以按照任意大小的块进行传输,而无需担心底层网络的分组大小。

TCP的工作流程如下:1.建立连接:在发送数据之前,发送端和接收端需要建立一个连接。

这个过程称为三次握手。

发送端发送一个带有SYN标志的数据包,接收端回复一个带有SYN和ACK标志的数据包,然后发送端再回复一个带有ACK 标志的数据包,完成连接的建立。

2.数据传输:建立连接之后,发送端将数据按照序列号划分为多个字节,并将它们封装进TCP数据段中。

接收端通过接收数据包并确认数据包的到达来接收数据。

3.终止连接:当发送端传输完所有数据后,发送一个带有FIN标志的数据包来通知接收端停止发送数据。

接收端回复一个带有ACK标志的数据包作为确认。

然后接收端发送一个带有FIN和ACK标志的数据包,发送端回复一个带有ACK标志的数据包来完成连接的终止。

TCP协议详解

TCP协议详解

TCP协议详解协议名称:传输控制协议(TCP)1. 引言传输控制协议(TCP)是一种在计算机网络中广泛使用的协议,用于在网络上可靠地传输数据。

它是一种面向连接的协议,提供了可靠的数据传输、流量控制和拥塞控制功能。

本协议详解将对TCP协议的工作原理、数据传输过程和相关特性进行详细介绍。

2. 协议概述TCP协议是一种面向连接的协议,它通过三次握手建立连接,并使用序列号和确认应答机制来保证数据的可靠传输。

TCP协议使用端口号来标识不同的应用程序,以便正确地将数据交付给目标应用程序。

3. 连接建立在建立TCP连接时,客户端首先向服务器发送一个连接请求报文段,服务器收到请求后回复一个连接确认报文段,然后客户端再发送一个确认应答报文段,完成连接的建立。

这个过程称为三次握手。

4. 数据传输一旦连接建立,数据传输可以开始。

TCP协议将数据划分为多个数据段,并为每个数据段分配一个序列号。

发送方将数据段发送给接收方,并等待接收方的确认应答。

如果发送方没有收到确认应答,它会重新发送数据段。

接收方接收到数据段后,会发送确认应答,指示已成功接收数据段。

如果接收方没有按序接收到数据段,它会要求发送方重新发送丢失的数据段。

5. 流量控制TCP协议使用滑动窗口机制来进行流量控制。

发送方根据接收方的处理能力和网络状况来动态调整发送数据的速率,以避免发送过快导致接收方无法及时处理。

接收方通过发送窗口大小来告知发送方可以接收的数据量。

6. 拥塞控制TCP协议还具有拥塞控制机制,用于防止网络拥塞。

拥塞控制通过动态调整发送数据的速率来避免网络拥塞的发生。

TCP协议使用拥塞窗口来控制发送方的发送速率,并通过拥塞避免算法来检测网络拥塞的发生,并相应地调整发送速率。

7. 连接释放当数据传输完成或需要释放连接时,TCP协议使用四次握手来关闭连接。

关闭连接时,发送方首先发送一个连接释放请求报文段,接收方收到请求后发送一个确认应答报文段。

然后接收方再发送一个连接释放请求报文段,发送方收到请求后发送一个确认应答报文段,完成连接的关闭。

tcp协议分析

tcp协议分析

tcp协议分析TCP协议分析。

TCP(Transmission Control Protocol)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

它是互联网协议套件中的重要组成部分,负责在网络中建立连接、传输数据和断开连接。

TCP协议通过其可靠的特性,为网络通信提供了稳定和高效的基础支持。

在本文中,我们将对TCP协议进行深入分析,探讨其工作原理、特点和应用场景。

首先,我们来了解一下TCP协议的工作原理。

TCP协议通过三次握手建立连接,确保通信双方能够互相识别和同步序列号。

在数据传输过程中,TCP协议采用滑动窗口机制和确认应答机制,保证数据的可靠传输。

最后,通过四次握手断开连接,释放资源并终止通信。

其次,我们需要了解TCP协议的特点。

TCP协议是一种面向连接的协议,通信双方需要先建立连接才能进行数据传输。

它提供了可靠的数据传输,通过序号、确认应答和重传机制,保证数据的完整性和可靠性。

此外,TCP协议还具有流量控制和拥塞控制的功能,能够有效地调节数据传输速率,避免网络拥塞和数据丢失。

最后,我们来探讨一下TCP协议的应用场景。

由于TCP协议的可靠性和稳定性,它广泛应用于对数据传输要求较高的场景,如文件传输、网页浏览、电子邮件等。

此外,许多基于HTTP协议的应用,如网页浏览和在线视频播放,也都是基于TCP协议进行数据传输的。

在互联网的基础设施中,TCP协议也扮演着重要的角色,为各种网络应用提供了可靠的数据传输保障。

综上所述,TCP协议作为互联网协议套件中的重要组成部分,具有面向连接、可靠传输和流量控制等特点,广泛应用于各种对数据传输要求较高的场景。

通过对TCP协议的深入分析,我们能更好地理解其工作原理和特点,为网络通信的优化和应用提供更有效的支持。

希望本文对您对TCP协议有更深入的了解有所帮助。

《计算机网络》各章知识点总结

《计算机网络》各章知识点总结

第一章1.计算机网络定义由通信信道连接的主机和网络设备的集合,以方便用户共享资源和相互通信。

2.网络组成网络实体可抽象为两种基本构件:结点:计算设备;链路:物理媒体。

3.构建网络的三种方法①直接连接(适用于有限的本地端系统联网):由某种物理媒体直接相连所有主机组成。

分类:I,点到点链路II:多路访问链路②网络云:③网络云互联:4.因特网的结构①网络边缘:应用与主机②接入网:连接两者的通信链路③网络核心:路由器(网络的网络)5.什么是“核心简单、边缘智能”原则?举例①将复杂的网络处理功能(如差错控制、流量控制功能、安全保障和应用等网络智能)置于网络边缘。

②将相对简单的分组交付功能(如分组的选路和转发功功能)置于网络核心③位于网络边缘的端系统的强大计算能力,用软件方式处理大量复杂的控制和应用逻辑,位于网络核心的路由器尽可能简单,以高速的转发分组。

6.协议和服务为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即称为网络协议。

三个要素:①语法:数据与控制信息的结构或格式②语义:发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应。

③定时:事件实现顺序的详细说明。

7.网络体系结构a)OSI:(七层),物理层,链路层,网络层,应用层,会话层,传输层,表示层,b)TCP/IP:网络接口层网络层传输层应用层TCP负责发现传输问题,一有问题就发出信号,要求重新传输。

IP负责给因特网的每一台联网设备规定一个地址。

c)5层体系结构应用层,运输层,网络层,链路层,物理层>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>应用层:HTTP… SMTP DNS …. RTP运输层: TCP UDP网际层:IP网络接口层:网络接口1 网络接口2……网络接口3111<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<8.应用进程的数据在各层间的传输1,应用进程数据先传送到应用层,加上应用层首部,成为应用层PDU2,在传送到运输层,成为运输层报文。

TCP协议详解

TCP协议详解

TCP协议详解一、引言TCP(Transmission Control Protocol)是一种面向连接的、可靠的传输层协议,它在互联网中扮演着重要的角色。

本协议详解旨在对TCP协议的工作原理、特性以及相关的机制进行全面解析。

二、协议概述1. 协议目的TCP协议的主要目的是提供可靠的数据传输服务,确保数据的完整性、顺序性和无差错性。

2. 协议特性- 面向连接:在数据传输前,TCP需要通过三次握手建立连接,传输完成后通过四次挥手断开连接。

- 可靠性:TCP使用序号和确认机制,确保数据的可靠传输。

- 流量控制:TCP通过滑动窗口机制来控制发送方和接收方之间的数据流量,防止数据的丢失和拥塞。

- 拥塞控制:TCP通过拥塞窗口和拥塞避免机制来控制网络拥塞,保证网络的稳定性和公平性。

- 复用和分用:TCP使用端口号来实现多个应用程序之间的复用和分用。

三、协议详解1. 连接建立TCP连接的建立需要经过三次握手:- 第一次握手:客户端向服务器发送SYN(同步)报文段,表明客户端请求建立连接。

- 第二次握手:服务器收到SYN报文段后,向客户端发送SYN+ACK(同步+确认)报文段,表明接受连接请求。

- 第三次握手:客户端收到服务器的SYN+ACK报文段后,向服务器发送ACK (确认)报文段,表明连接建立成功。

2. 数据传输TCP使用序号和确认机制来保证数据的可靠传输:- 发送方将数据进行分片,并为每个分片分配一个序号,接收方通过确认序号来告知发送方已经成功接收到数据。

- 发送方在发送数据后启动定时器,等待接收方的确认,若定时器超时,则重传数据。

- 接收方在接收到数据后,将确认序号设置为已接收数据的下一个序号。

3. 流量控制TCP使用滑动窗口机制来控制发送方和接收方之间的数据流量:- 发送方根据接收方的窗口大小来发送数据,防止接收方无法及时处理大量的数据。

- 接收方通过窗口大小来告知发送方它还能接收多少数据,发送方根据窗口大小来发送数据。

复习题一答案分析_课后习题答案

复习题一答案分析_课后习题答案

计算机网络技术复习题一选择题.1、计算机网络发展史上具有典型代表意义的网络是()A.SAGE B.ARPANET C.NSFNET D.Internet答案:B解析:SAGE是第一代计算机网络(面向终端的计算机网络)的典型代表。

ARPANET是第二代计算机网络(计算机-计算机互联网络)的典型代表,ARPANET对网络的发展具有重大意义,意义见书上。

NSFNET是美国国家科学基金会NSF(National Science Foundation)建立的美国国家科学基金网,于1990年6月彻底取代了ARPAnet而成为Internet的主干网。

Internet是国际上最大的网络,又叫做国际互联网,任何个人、组织、机构只要遵循TCP/IP协议,便能方便接入。

2、在计算机通信网络中,误码率一般要低于()A.10-4B.10-6 C.10-8D.10-9答案:B解析:在计算机网络中,一般要求误码率低于10-6,电话线模拟通信系统的误码率为10-4~10-5;光纤通信系统的误码率为10-9以下。

3、计算机网络按照覆盖范围可分为()、城域网和广域网。

答案:A4、网络协议的三要素分别是语义、语法和()。

答:B解析:语法是指规定了数据单元结构和格式.语义是指各字段的含义。

时序是指通信双方操作的执行顺序和规则。

5、一个单位在一座大楼内的一个计算机网络系统,属于()。

答:A6、以下不是数字通信系统的优点?()A.抗干扰强,适合长距离传输B.方便加密、解密C.方便存储D.需要带宽小答:D解析:与模拟信号相比,数字信号占用带宽大。

7、以太网中采用的同步技术是()A.异步传输传输答:C解析:异步传输:以单个字符为单位进行传输,每个字符前后加1位或1位半“起始位”、“停止位”,字符与字符之间的时间间隔可不固定,即不对时。

适用于低速、不可靠数据传输,如键盘输入数据、电话拨号通信,计算机串口通信等。

面向字符的同步传输:以字符块为传输单位,字符块中的每位要对时,每块前后加若干位“前同步码”和“后同步码”,“前同步码”和“后同步码”采用特殊的字符标识。

网络原理与协议分析-第3单元-TCP:可靠的数据流传输服务

网络原理与协议分析-第3单元-TCP:可靠的数据流传输服务
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(1)早期的方法 R: RTT的估计值 M: 本次测量的RTT值 RTO:定时时限
如何确定? 实验
修改估计值: R ← αR + (1-α)M (0≤α<1,通常取α=0.9) 计算时限: RTO = βR (β早期取2,后改为4) 缺陷: 在RTT变化较大的场合,说明网络某处处于 拥塞状态,但上述方法对此反映不敏感,从而造成不 必要的重传,进一步加重网络负担
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定时器补偿: ◆ 超时重传发生,加大定时时限,呈指数增 长(至一个规定的上限值):
为避免定时时限无限增大,在TCP的多数实现中 都规定了实现的上限值,这个值比互联网上的任何 路径的时延都大
RTO ← γ*RTO (γ通常取2,即指数避退) ◆ 对重传分组的后续分组,定时时限不变, 直到获得一个新的有效样本时再更改时限值
1
传输控制协议TCP概述



TCP 是面向连接的传输层协议。 TCP 提供可靠交付的服务。 TCP 提供全双工通信。

好像我们平时打电话一样,说话的同时也能 够听到对方的声音

面向字节流。
2
TCP 面向流的概念
发送方

接收方
H 表示 TCP 报文段的首部 x 表示序号为 x 的数据字节 从接收缓存 读取字节 加上 TCP 首部 构成 TCP 报文段 131211 H 10 9 H TCP 连接 发送 TCP 报文段 8 7 6H TCP 5 4
10

12 10 8 6 4 2
早期算法实验分析
不适应时延变化范围 大的情况!
实测值 定时时限
0 0
20
40
60
80
100
120
11

tcp通俗讲解

tcp通俗讲解

tcp通俗讲解摘要:1.TCP简介2.TCP的建立连接过程3.TCP的数据传输过程4.TCP的流量控制与拥塞控制5.TCP的断开连接过程6.TCP的应用场景正文:TCP,即传输控制协议,是一种面向连接、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

它由IETF在1974年设计,并在1981年成为互联网标准协议。

TCP在网络通信中扮演着关键角色,为各种应用程序提供可靠的数据传输服务。

1.TCP简介TCP是一种面向连接的协议,这意味着在数据传输之前,需要建立一个连接。

TCP连接的建立是通过三次握手过程完成的,该过程在通信双方交换一系列的数据包来确认双方都已准备好进行数据传输。

2.TCP的建立连接过程在TCP连接的建立过程中,通信双方需要完成三次握手。

首先,客户端向服务器发送一个SYN(同步)数据包,请求建立连接;然后,服务器收到SYN 数据包后,向客户端回复一个SYN-ACK(同步确认)数据包,表示同意连接请求;最后,客户端再向服务器发送一个ACK(确认)数据包,确认收到服务器的回复。

3.TCP的数据传输过程在TCP连接建立后,通信双方可以开始传输数据。

TCP使用字节流进行数据传输,即将数据分成一个个字节,按照顺序传输。

每个数据包都会携带一个序列号,以确保接收方可以正确地重组收到的数据。

此外,TCP还使用确认和重传机制来保证数据的可靠传输。

4.TCP的流量控制与拥塞控制TCP提供流量控制和拥塞控制机制,以确保网络资源的合理利用。

流量控制通过滑动窗口机制实现,接收方告知发送方可接受的最大数据量,从而避免因接收方处理能力不足而导致的数据丢失。

拥塞控制通过拥塞窗口和慢启动算法实现,当网络拥塞时,发送方会减小发送的数据量,以降低网络拥塞程度。

5.TCP的断开连接过程当数据传输完成后,TCP需要关闭连接。

关闭连接的过程是通过四次挥手完成的。

首先,客户端向服务器发送一个FIN(结束)数据包,表示要关闭连接;然后,服务器收到FIN数据包后,向客户端回复一个ACK数据包;接着,服务器向客户端发送一个FIN数据包,表示同意关闭连接;最后,客户端再向服务器发送一个ACK数据包,确认收到服务器的回复。

tcp协议详解

tcp协议详解

tcp协议详解TCP(Transmission Control Protocol)是一种面向连接的、可靠的传输层协议,用于在计算机网络中进行数据传输。

本文将详细介绍TCP协议的特点、工作原理和常见应用。

首先,TCP协议的特点如下:1. 面向连接:在数据传输之前,发送端和接收端必须先建立一个连接。

连接的建立包括三次握手过程,确保双方都能够进行数据传输。

2. 可靠性:TCP协议通过使用序列号、确认和重传机制,保证数据的可靠传输。

如果某个数据包丢失或损坏,TCP会自动进行重传,保证数据的完整性。

3. 流量控制:TCP通过使用滑动窗口的机制,控制发送端的发送速率,防止接收端由于处理速度不够而导致的数据丢失或拥塞。

4. 拥塞控制:TCP通过使用拥塞窗口和拥塞避免算法,控制整个网络的拥塞程度。

当网络拥塞时,TCP会减少发送端的发送速率,以避免进一步加重网络负载。

TCP协议的工作原理如下:1. 连接的建立:发送端向接收端发送一个SYN(同步)包,接收端收到后回复一个SYN-ACK(同步-确认)包,最后发送端再回复一个ACK(确认)包。

这个过程称为三次握手,用于建立一个连接。

2. 数据传输:一旦连接建立,发送端就可以将数据按照逻辑上的顺序划分为多个数据包,并进行编号。

发送端将这些数据包发送给接收端,并等待接收端对已接收的数据进行确认。

如果接收端没有收到某个数据包,或者收到的数据包损坏,它将请求发送端进行重传。

3. 连接的关闭:数据传输完成后,发送端和接收端都可以发出一个FIN(关闭)包,对方接收到后回复一个ACK(确认)包。

然后双方再分别发送一个FIN包和ACK包,以确认连接已经关闭。

TCP协议常见的应用包括:1. 网络浏览器:TCP协议通常用于在客户端和服务器之间传输网页内容。

例如,当我们在浏览器中输入一个网址时,浏览器会使用TCP协议与服务器建立连接,并获取网页的内容。

2. 电子邮件传输:TCP协议也用于在邮件服务器和电子邮件客户端之间进行邮件传输。

TCP协议详解

TCP协议详解

TCP协议详解一、介绍TCP(Transmission Control Protocol)是互联网协议族中的一种传输层协议。

它提供了可靠的、面向连接的通信服务,用于在两个应用程序之间传输数据。

TCP协议基于IP协议,通过将数据分割成适合网络传输的小块,确保数据的可靠传输,并在接收端重新组装数据。

本文将详细解释TCP协议的工作原理、特点和使用场景。

二、工作原理1. 建立连接TCP协议使用三次握手(three-way handshake)来建立连接。

发送端首先向接收端发送一个带有SYN(同步)标志的数据包,接收端收到后回复一个带有SYN/ACK(同步/确认)标志的数据包,最后发送端再回复一个带有ACK(确认)标志的数据包。

这样,连接就建立起来了。

2. 可靠传输TCP协议通过使用序列号和确认号来实现可靠传输。

发送端将数据分割成小块,并为每个小块分配一个序列号。

接收端收到数据后,会发送一个确认号,表示已经成功接收到数据。

如果发送端在一定时间内没有收到确认号,它会重新发送数据。

3. 拥塞控制TCP协议通过拥塞控制算法来避免网络拥塞。

当网络拥塞时,发送端会减少发送速率,以减轻网络负担。

TCP协议使用拥塞窗口(congestion window)来控制发送速率。

发送端会根据网络的拥塞程度动态调整拥塞窗口的大小。

4. 连接释放TCP协议使用四次挥手(four-way handshake)来释放连接。

发送端向接收端发送一个带有FIN(结束)标志的数据包,接收端收到后回复一个带有ACK标志的数据包,表示已经接收到FIN。

然后接收端再发送一个带有FIN标志的数据包,发送端收到后回复一个带有ACK标志的数据包,表示已经接收到FIN。

这样,连接就释放了。

三、特点1. 可靠性:TCP协议通过序列号和确认号来实现可靠传输,确保数据的完整性和正确性。

2. 面向连接:TCP协议在通信之前需要建立连接,并在通信结束后释放连接。

3. 流量控制:TCP协议通过滑动窗口机制来控制发送速率,避免网络拥塞。

TCP协议详解

TCP协议详解

TCP协议详解TCP(Transmission Control Protocol)是一种可靠的、面向连接的传输层协议,它在计算机网络中扮演着重要的角色。

本协议详解将介绍TCP协议的基本原理、工作流程以及相关的特性和应用。

一、协议概述TCP协议是一种基于IP协议的传输层协议,它提供了可靠的、面向连接的数据传输服务。

TCP协议通过使用序号、确认和重传机制来确保数据的可靠传输,并且能够进行拥塞控制和流量控制,以适应不同网络环境下的传输需求。

二、工作原理1. 连接建立在TCP协议中,通信双方需要先建立连接才能进行数据传输。

连接建立的过程包括三次握手,即客户端发送SYN报文给服务器端,服务器端回复SYN-ACK报文给客户端,最后客户端再回复ACK报文给服务器端,完成连接的建立。

2. 数据传输一旦连接建立,通信双方就可以开始进行数据的传输。

TCP协议将数据分割为适当的大小,并为每个数据段分配一个序号。

发送方将数据段发送给接收方,并等待接收方的确认。

如果发送方没有收到确认,它会尝试重新发送数据段。

接收方接收到数据段后,会发送确认给发送方。

3. 拥塞控制TCP协议通过拥塞控制机制来避免网络拥塞的发生。

它使用滑动窗口和拥塞窗口来控制发送方发送数据的速率。

当网络拥塞时,接收方会发送拥塞通知给发送方,发送方会相应地减少发送的数据量,以避免进一步加重网络拥塞。

4. 流量控制TCP协议还提供了流量控制机制,用于控制发送方发送数据的速率,以适应接收方的处理能力。

接收方通过发送窗口的大小来告知发送方可以接收的数据量,发送方根据接收方的窗口大小来调整发送数据的速率。

三、特性和应用1. 可靠性TCP协议通过序号、确认和重传机制来确保数据的可靠传输。

它能够检测丢失的数据段,并进行重传,以保证数据的完整性和正确性。

2. 面向连接TCP协议在通信双方建立连接之后,会维护连接的状态信息,包括序号、窗口大小等。

这种面向连接的特性使得数据传输更加可靠,但也带来了一定的开销。

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不能发送
18
2、TCP的滑动窗口技术
WindowSize=4000
分组流
……..100 101 102……… 4099 4100 4101 4102….………
左边界 指针 已发与未发 界限指针 右边界 指针
(1) 数据流的各字节被编上序号 (2) 滑动窗口按字节操作而不是按报文段或分组操作 (3) 窗口大小为字节数,最大为65535字节 (4) 通信双方都设有发送和接收缓冲区(相当于发送 窗口和接收窗口)。默认大小各系统有差异,如4096、 8192、16384等。发送缓冲区大小为默认窗口大小。
已发送并收到确认 P1
已发送 但未收到确认
允许发送但尚未发送 P2
不允许 发送 P3
B 的接收窗口向前滑动
26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56
已发送确认 并交付主机 未按序收到
4
要实现可靠的数据流传输服务,必须解决哪几个问题?
1. 可靠性:我办事,你放心 ①防丢失: 确认与重传 ②防重复: 报文段序号 ③防乱序: 报文段序号 2. 传输效率 滑动窗口机制 流量控制 3. 拥塞控制: 加速递减与慢启动 4. 建立连接 三次握手协议 关闭连接 改进的三次握手协议
5
§3.1 提供可靠性

改进算法实验分析
实测值 早期算法 改进算法
15
10
5
0 0
20
40
60
80
100
120
13
(3)Karn算法和定时器补偿

问题——确认二义性:对于重传的报文段,收到
发送方
第一次
确认后是对哪一次传输的确认无法确定 接收方
后果:RTT 样本值无法 使用 T1 ———
超时重传 T2 --------第一次的确认 T3 --------重传的确认 T4 ———
19
以字节为单位的滑动窗口
根据 B 给出的窗口值 A 构造出自己的发送窗口
后沿
前移 收缩
前沿
前移
A 的发送窗口 = 20
26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56
第3单元 TCP:可靠的数据流传输服务
要求: 1. 理解可靠性传输问题及解决的基本思路 2. 了解可靠传输的基本特点 3. 掌握滑动窗口机制原理 4. 了解TCP中的端口、端点和连接 5. 了解TCP报文格式 6. 掌握TCP连接的建立和关闭机制 7. 理解TCP紧急数据机制、超时重传机制、糊 涂窗口问题、拥塞控制机制 8. 了解TCP中的一些基本安全问题
已发送并收到确认 P1
已发送但未收到确认
不允许 发送 P2 P3
23
发送缓存
发送应用程序 TCP
发送缓存 发送窗口
已发送
最后被确认 的字节 最后发送 的字节 序号增大
24
接收缓存
接收应用程序 TCP 下一个读取 的字节 接收缓存 接收窗口
已收到
按序到达的
下一个期望收到的 字节(确认号)
序号增大
未按序到达的
已发送并 收到确认
已发送但未收到确认
允许发送但尚未发送
不允许发送
P1
P2
B 的接收窗口
P3
26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56
已发送确认 并交付主机 未按序收到
17
§3.2 传输效率和流量控制 - 滑动窗口机制 1. 一般的滑动窗口机制 思想:允许发送方不必等确认到来就可继续发 送下面的分组,但规定一个上限。若多个分组 的确认未到时,则暂停发送。
分组流
WindowSize=8
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 已发并 得到确认 已发未 得到确认 未发但 可以发
① 为每一报文段赋予序号 ② 确认时也指明确认哪个报文段 ③ 序号同时保证了报文段间的正确顺序(防乱序)
7
3、确认机制:可捎带的累积确认技术
□ 捎带确认: 在发送数据的同时,对接收到的数据进行确认 □ 累积确认: 报告确认号以前的数据已经正确接收
接收队列:
100, … , 500 , … , 1000 成功接收 数据丢失
1050 , … … , 2000 成功接收
确认号:1001
优点: 若确认丢失,发送方可 能不需要重传。
缺点: 无法确认所有已接收
的数据,可能导致传
输效率低下。
8
4、重传机制及算法:重传定时器
核心问题:如何设置重传定时器的时限? 两个概念: ① RTT:往返时间,报文段从发出到收到确认间的 时间 ② 自适应重传算法:监视每个连接的性能,由此推 算出合适的定时时限。当连接的性能变化时,随时 修改定时时限。 重传定时时限的计算方法: ① 早期的方法 ② 改进的方法 重传算法:Karn算法和定时器补偿
1
传输控制协议TCP概述



TCP 是面向连接的传输层协议。 TCP 提供可靠交付的服务。 TCP 提供全双工通信。

好像我们平时打电话一样,说话的同时也能 够听到对方的声音

面向字节流。
2
TCP 面向流的概念
发送方

接收方
H 表示 TCP 报文段的首部 x 表示序号为 x 的数据字节 从接收缓存 读取字节 加上 TCP 首部 构成 TCP 报文段 131211 H 10 9 H TCP 连接 发送 TCP 报文段 8 7 6H TCP 5 4
9
(1)早期的方法 R: RTT的估计值 M: 本次测量的RTT值 RTO:定时时限
如何确定? 实验
修改估计值: R ← αR + (1-α)M (0≤α<1,通常取α=0.9) 计算时限: RTO = βR (β早期取2,后改为4) 缺陷: 在RTT变化较大的场合,说明网络某处处于 拥塞状态,但上述方法对此反映不敏感,从而造成不 必要的重传,进一步加重网络负担
27
3、TCP端到端流量控制 - 窗口大小可变技术
时机:目的主机缓冲区变小而不能接收源主机更多的数据时, 就要进行流量控制 TCP技术:可随时改变窗口大小。目的主机在确认时,还向 源主机告知目的主机接收缓冲区的大小 700 701 … 800 801…820 821… 发送窗口 此时300 发送窗口 变为120 空闲120字节
应用进程

应用进程
21 字节流 20 把字节写入 19 发送缓存 TCP 1817161514
0 字节流 1 2 3
3
应当注意




TCP 连接是一条虚连接而不是一条真正的物理连 接。 TCP 对应用进程一次把多长的报文发送到TCP 的 缓存中是不关心的。 TCP 根据对方给出的窗口值和当前网络拥塞的程 度来决定一个报文段应包含多少个字节(UDP 发 送的报文长度是应用进程给出的)。 TCP 可把太长的数据块划分短一些再传送,也可 等待积累有足够多的字节后再构成报文段发送出 去。
25
发送缓存与接收缓存的作用

发送缓存用来暂时存放:


发送应用程序传送给发送方 TCP 准备发送的 数据; TCP 已发送出但尚未收到确认的数据。 按序到达的、但尚未被接收应用程序读取的数 据; 不按序到达的数据。

接收缓存用来暂时存放:


26
需要强调三点



A 的发送窗口并不总是和 B 的接收窗口一样大 (因为有一定的时间滞后)。 TCP 标准没有规定对不按序到达的数据应如何 处理。通常是先临时存放在接收窗口中,等到 字节流中所缺少的字节收到后,再按序交付上 层的应用进程。 TCP 要求接收方必须有累积确认的功能,这样 可以减小传输开销。
已发送并 收到确认
允许发送的序号
不允许发送
B 期望 收到的序号
TCP 标准强烈不赞成 发送窗口前沿向后收缩
20
A 发送了 11 个字节的数据
A 的发送窗口位置不变 可用窗口
26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56
16
γ小于2时会导 致时限值不稳定
§3.2 传输效率和流量控制 - 滑动窗口机制
简单的肯定确认技术的不足 在接到前一分组的确认信息之前必须推迟下一个 分组的发送,浪费了大量宝贵的网络带宽 滑动窗口技术 是带重传的肯定确认机制的一种更复杂的形式 可更好地利用网络带宽,允许发送方在等待确认 之前可以发送多个分组 要点: 设计合理的滑动窗口协议能够使网络中的分组处 于饱和状态,因此能够获得比简单的肯定确认协议高 得多的吞吐率
…500 501 …
接收方接收缓冲区
正确接收到第700字节,待处理
接收方向发送方发:确认(701)+窗口通告(120)
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说明:接收方使用0窗口通告来停止所有的传输 (发送方打开坚持定时器)。此时,除了紧急数据和 窗口试探报文外,不发其它数据 。
防止非0窗口通告丢失造成死锁
坚持状态与超时重传的一个不同点就是: TCP从不放弃发送窗口试探
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定时器补偿: ◆ 超时重传发生,加大定时时限,呈指数增 长(至一个规定的上限值):
为避免定时时限无限增大,在TCP的多数实现中 都规定了实现的上限值,这个值比互联网上的任何 路径的时延都大
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