巨腾网站建设,朝阳企业网站建设方案费用,工信部信息备案网站,上海广告推广公司TCP协议传输的特点主要就是面向字节流、传输可靠、面向连接。这篇博客#xff0c;我们就重点讨论一下TCP协议如何确保传输的可靠性的。
确保传输可靠性的方式
TCP协议保证数据传输可靠性的方式主要有#xff1a;
校验和序列号确认应答超时重传连接管理流量控制拥塞控制
校…TCP协议传输的特点主要就是面向字节流、传输可靠、面向连接。这篇博客我们就重点讨论一下TCP协议如何确保传输的可靠性的。
确保传输可靠性的方式
TCP协议保证数据传输可靠性的方式主要有
校验和序列号确认应答超时重传连接管理流量控制拥塞控制
校验和
计算方式在数据传输的过程中将发送的数据段都当做一个16位的整数。将这些整数加起来。并且前面的进位不能丢弃补在后面最后取反得到校验和。 发送方在发送数据之前计算检验和并进行校验和的填充。 接收方收到数据后对数据以同样的方式进行计算求出校验和与发送方的进行比对。
注意如果接收方比对校验和与发送方不一致那么数据一定传输有误。但是如果接收方比对校验和与发送方一致数据不一定传输成功。校验和保证的是数据的正确性下面介绍的机制是保证数据能够被成功接收
确认应答与序列号
序列号TCP传输时将每个字节的数据都进行了编号这就是序列号。 确认应答TCP传输的过程中每次接收方收到数据后都会对传输方进行确认应答。也就是发送ACK报文。这个ACK报文当中带有对应的确认序列号告诉发送方接收到了哪些数据下一次的数据从哪里发。
序列号的作用不仅仅是应答的作用有了序列号能够将接收到的数据根据序列号排序并且去掉重复序列号的数据。这也是TCP传输可靠性的保证之一。
超时重传
在进行TCP传输时由于确认应答与序列号机制也就是说发送方发送一部分数据后都会等待接收方发送的ACK报文并解析ACK报文判断数据是否传输成功。如果发送方发送完数据后迟迟没有等到接收方的ACK报文这该怎么办呢而没有收到ACK报文的原因可能是什么呢
首先发送方没有接收到响应的ACK报文原因可能有两点
数据在传输过程中由于网络原因等直接全体丢包接收方根本没有接收到。接收方接收到了响应的数据但是发送的ACK报文响应却由于网络原因丢包了。
TCP在解决这个问题的时候引入了一个新的机制叫做超时重传机制。简单理解就是发送方在发送完数据后等待一个时间时间到达没有接收到ACK报文那么对刚才发送的数据进行重新发送。如果是刚才第一个原因接收方收到二次重发的数据后便进行ACK应答。如果是第二个原因接收方发现接收的数据已存在判断存在的根据就是序列号所以上面说序列号还有去除重复数据的作用那么直接丢弃仍旧发送ACK应答。
那么发送方发送完毕后等待的时间是多少呢如果这个等待的时间过长那么会影响TCP传输的整体效率如果等待时间过短又会导致频繁的发送重复的包。如何权衡
由于TCP传输时保证能够在任何环境下都有一个高性能的通信因此这个最大超时时间也就是等待的时间是动态计算的。
在Linux中BSD Unix和Windows下也是这样超时以500ms为一个单位进行控制每次判定超时重发的超时时间
都是500ms的整数倍。重发一次后仍未响应那么等待2*500ms的时间后再次重传。等待4*500ms的时间继续
重传。以一个指数的形式增长。累计到一定的重传次数TCP就认为网络或者对端出现异常强制关闭连接。连接管理
连接管理就是三次握手与四次挥手的过程在前面详细讲过这个过程这里不再赘述。保证可靠的连接是保证可靠性的前提。
流量控制
接收端在接收到数据后对其进行处理。如果发送端的发送速度太快导致接收端的结束缓冲区很快的填充满了。此时如果发送端仍旧发送数据那么接下来发送的数据都会丢包继而导致丢包的一系列连锁反应超时重传呀什么的。而TCP根据接收端对数据的处理能力决定发送端的发送速度这个机制就是流量控制。
在TCP协议的报头信息当中有一个16位字段的窗口接收端反馈窗口大小。在介绍这个窗口大小时我们知道窗口大小的内容实际上是接收端接收数据缓冲区的剩余大小。这个数字越大证明接收端接收缓冲区的剩余空间越大网络的吞吐量越大。接收端会在确认应答发送ACK报文时将自己的即时窗口大小填入并跟随ACK报文一起发送过去。而发送方根据ACK报文里的窗口大小的值的改变进而改变自己的发送速度。如果接收到窗口大小的值为0那么发送方将停止发送数据。并定期的向接收端发送窗口探测数据段让接收端把窗口大小告诉发送端。
注16位的窗口大小最大能表示65535个字节64K但是TCP的窗口大小最大并不是64K。在TCP首部中40个字节的选项中还包含了一个窗口扩大因子M实际的窗口大小就是16为窗口字段的值左移M位。每移一位扩大两倍。
拥塞控制
TCP传输的过程中发送端开始发送数据的时候如果刚开始就发送大量的数据那么就可能造成一些问题。网络可能在开始的时候就很拥堵如果给网络中在扔出大量数据那么这个拥堵就会加剧。拥堵的加剧就会产生大量的丢包就对大量的超时重传严重影响传输。
所以TCP引入了慢启动的机制在开始发送数据时先发送少量的数据探路。探清当前的网络状态如何再决定多大的速度进行传输。这时候就引入一个叫做拥塞窗口的概念。发送刚开始定义拥塞窗口为 1每次收到ACK应答拥塞窗口加 1加一位翻一倍。在发送数据之前首先将拥塞窗口与接收端反馈的窗口大小比对取较小的值作为实际发送的窗口。
拥塞窗口的增长是指数级别的。慢启动的机制只是说明在开始的时候发送的少发送的慢但是增长的速度是非常快的。为了控制拥塞窗口的增长不能使拥塞窗口单纯的加倍设置一个拥塞窗口的阈值当拥塞窗口大小超过阈值时不能再按照指数来增长而是线性的增长。在慢启动开始的时候慢启动的阈值等于窗口的最大值一旦造成网络拥塞发生超时重传时慢启动的阈值会为原来的一半这里的原来指的是发生网络拥塞时拥塞窗口的大小同时拥塞窗口重置为 1。
拥塞控制是TCP在传输时尽可能快的将数据传输并且避免拥塞造成的一系列问题。是可靠性的保证同时也是维护了传输的高效性。
原文地址https://blog.csdn.net/liuchenxia8/article/details/80428157
