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TCP/IP协议简介(4)

2008年04月25日
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接收者在收到发送者发送的数据后,必须发送一个相应的确认(ACK)消息,表示它已经收到了数据。
发送者保存发送的数据的记录,在发送下一个数据之前,等待这个数据的确认消息。在它发送这个数据的同时,还启动了一个记时器。如果在一定时间之内,没有接收到确认消息,就认为是这个数据在传送时丢失了,接着,就会重新发送这个数据。
这种方法还产生了一个问题,就是包的重复。如果网络传输速度比较低,等到等待时间结束后,确认消息才返回到发送者,那么,由于发送者采用的发送方法,就会出现重复的数据了。解决的一个办法是给每个数据一个序列号,并需要发送者记住哪个序列号的数据已经确认了。为了防止由于延时或重复确认,规定确认消息里也要包含确认序列号。从而发送者就能知道哪个包已经确认了。 TCP协议中还有一个重要的概念:滑动窗口。这一方法的使用,使得传输更加高效。
有前面的描述可见,发送者在发送完一个数据包之后,要等待确认。在它收到确认消息之前的这段时间是空闲的。如果网络延时比较长,这个问题会相当明显。
滑动窗口方法是在它收到确认消息以前,发送多个数据包。可以想象成有一个窗口在一个序列上移动。
如果一个包发送出去之后还没有确认,叫做未确认包。通常未确认的包的个数就是窗口的大小。
此窗口的大小为8。发送者允许在接收到一个确认消息以前发送8个数据包。当发送者接到窗口中第一个包的确认消息时,它就将窗口下滑一个。
在接收端,也有一个滑动窗口接收和确认一个包。
端口
使用TCP传输就是建立一个连接。在TCP传输中一个连接有两个端点组成。其实,一个连接代表的是发送和接收两端应用程序的之间的一个通信。可以把他们想象成建立了一个电路。通常一个连接用下面的公式表示:
(host,port)
host是主机,port是端口。TCP端口能被几个应用程序共享。对于程序员来讲,可以这样理解:一个应用程序可以为不同的连接提供服务。
TCP格式
TCP传输的单位是段,在建立连接,传送数据,确认消息和告之窗口大小时均要进行段的交换。
段的格式如下图:
段的格式也分成两部分,头和数据。
上面格式中的名称已经足够说明了他们的作用了。具体的含义请参见有关资料。
建立一个TCP连接
TCP协议使用一个三次握手来建立一个TCP连接的。
握手过程的第一个段的代码位设置为SYN,序列号为x,表示开始一次握手。接收方收到这个段后,向发送者回发一个段。代码位设置为SYN和ACK,序列号设置为y,确认序列号设置为x+1。发送者在受到这个段后,知道就可以进行TCP数据发送了,于是,它又向接收者发送一个ACK段,表示,双方的连接已经建立。
在完成握手之后,就开始正式的数据传输了。
上面握手段中的序列号都是随机产生的。
TCP/IP
每种网络协议都有自己的优点,但是只有TCP/IP允许与Internet完全的连接。TCP/IP是在60年代由麻省理工学院和一些商业组织为美国国防部开发的,即便遭到核攻击而破坏了大部分网络,TCP/IP仍然能够维持有效的通信。ARPANET就是由基于协议开发的,并发展成为作为科学家和工程师交流媒体的Internet。
TCP/IP同时具备了可扩展性和可靠性的需求。不幸的是牺牲了速度和效率(可是:TCP/IP的开发受到了政府的资助)。
Internet公用化以后,人们开始发现全球网的强大功能。Internet的普遍性是TCP/IP至今仍然使用的原因。常常在没有意识到的情况下,用户就在自己的PC上安装了TCP/IP栈,从而使该网络协议在全球应用最广。
TCP/IP的32位寻址功能方案不足以支持即将加入Internet的主机和网络数。因而可能代替当前实现的标准是IPv6 .
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