TCP通信相關知識點

最好的學習方式就是學以緻用。最近在B站學習計算機網絡，發現了一位将計算機網絡講解的非常詳細和通俗的老師。我在下面會把連結貼出來（良心推薦）。學習過程中有了輸入，但是缺少了輸出。為了回顧最近學習的知識點，特地将内容整理出來，供日後學習。

計算機網絡課程

TCP是哪一層的協定

國際标準将計算機網絡體系架構分為7層：

• 應用層
• List item
• 表示層
• 會話層
• 傳輸層
• 網絡層
• 資料鍊路層

• 實體層

  實際過程中，在教學和應用方面一般将體系架構分為5層：

• 應用層
• 傳輸層
• 網絡層
• 資料鍊路層
• 實體層

  

這也是視訊中主要講解的體系結構。

其中TCP協定位于傳輸層。

TCP介紹

TCP（Transmission Control Protocol）是面向連接配接的，可靠的以及基于位元組流的傳輸層控制協定。

上面的介紹，基本概括了TCP的特性。依次介紹上面的幾種概念

• 面向連接配接的

  很多聽過TCP概念的同學，一定都知道TCP“三次握手”的說法。三次握手就是為了讓用戶端與服務端進行端到端的連接配接，與UDP傳輸協定有很大差別。

• 可靠的

  UDP傳輸協定，存在的最大問題就是資料是否傳輸到對方，我們完全不知道，我們隻關注發送資料，而不能確定資料一定會發送到服務端。而TCP就能夠確定資料一定要發送到服務端，是以資料傳輸是可靠的。

• 位元組流

  一個位元組等于8個比特，這個概念我們都知道。TCP發送的資料都是以位元組為最小機關發送。

  

三次握手的具體步驟

“三次握手”主動方一般是用戶端，請求與服務端進行通信。而服務端監聽端口，看是否有連接配接請求。

用戶端會首先發送一個資料封包段，SYN屬于同步位，且等于1時，該封包段不攜帶資料。

服務端會發送一個确認封包段，同時SY N=1，ACK=1表示是确認封包段。

接着用戶端也會發送一個确認封包段，表示接受到服務端發送的封包段。

不知道大家會不會對進行三次握手産生疑問，将握手次數變多這個原因我們知道，就是在于浪費網絡資源和時間，3次握手已經比較穩定了。

那如果采取“兩封包握手”，可能會發生什麼情況呢？

如上圖所示，當用戶端第一次發送的TCP連接配接請求，在網絡中發送逾時了。是以，TCP又發送了一次TCP連接配接請求，且服務端也準确接收到了，發送了确認封包段，且進入連接配接已建立狀态。當用戶端接收到服務端的确認封包段時，也進入進入連接配接已建立狀态。并且在資料傳輸完畢後，關閉連接配接。此時，網絡中用戶端第一次發送的TCP請求連接配接，經過堵塞終于到了服務端，此時服務端接收到了請求，将确認封包段發送出去，并進入進入連接配接已建立狀态。但是由于用戶端已經關閉，是以對這個封包段不予理會，仍處于關閉狀态。此時，我們就會發現服務端一直處于連接配接狀态，但是卻沒有任何資料會發送過來，那麼就會導緻資源浪費。

TCP四次揮手

TCP通過四次揮手，來釋放連接配接。

具體的過程其實和TCP三向交握階段經曆的事情差不多，隻是标志位不同。這裡主要說明為什麼斷開連接配接需要4次？

先說結論：為了防止TCP傳輸确認資料封包時的丢失情況，導緻伺服器一直請求逾時重發（用戶端已經關閉）（浪費網絡資源）

具體過程如下圖所示：

這個過程設計用戶端發送了FIN=1的資料封包段，表示自己沒有資料可以發送了，想關閉連接配接。此時服務端接收到此封包段，便發送一個确認封包段。但是注意，此時服務端也許還有資料給用戶端發送，當服務端也沒有資料發送後，也就可以發送FIN=1的資料封包段，表示自己也想關閉連接配接了。此時，用戶端接收到封包後，發送确認封包，如果此時就關閉連接配接。那麼當用戶端發送的确認封包在網絡中丢失後，此時服務端接收不到确認封包，就會一直逾時重發，進而浪費網絡資源。

是以當用戶端發送确認封包後，不能立即關閉，而是會有個等待時間。