先看圖,有個直觀了解,圖中主要包括三部分:建立連接、傳輸數據、斷開連接。
1.建立TCP連接很簡單,通過三次握手便可建立連接。建立好連接后,開始傳輸數據。TCP數據傳輸牽涉到的概念很多:超時重傳、快速重傳、流量控制、擁塞控制等等。斷開連接的過程也很簡單,通過四次握手完成斷開連接的過程
2.三次連接建立過程
第一次握手:客戶端發送syn包(seq=x)到服務器,并進入SYN_SEND狀態,等待服務器確認;第二次握手:服務器收到syn包,必須確認客戶的SYN(ack=x+1),同時自己也發送一個SYN包(seq=y),即SYN+ACK包,此時服務器進入SYN_RECV狀態;第三次握手:客戶端收到服務器的SYN+ACK包,向服務器發送確認包ACK(ack=y+1),此包發送完畢,客戶端和服務器進入ESTABLISHED狀態,完成三次握手。
握手過程中傳送的包里不包含數據,三次握手完畢后,客戶端與服務器才正式開始傳送數據。理想狀態下,TCP連接一旦建立,在通信雙方中的任何一方主動關閉連接之前,TCP連接都將被一直保持下去。
3.傳輸數據
a.超時重傳超時重傳機制用來保證TCP傳輸的可靠性。每次發送數據包時,發送的數據報都有seq號,接收端收到數據后,會回復ack進行確認,表示某一seq號數據已經收到。發送方在發送了某個seq包后,等待一段時間,如果沒有收到對應的ack回復,就會認為報文丟失,會重傳這個數據包。b.快速重傳接受數據一方發現有數據包丟掉了。就會發送ack報文告訴發送端重傳丟失的報文。如果發送端連續收到標號相同的ack包,則會觸發客戶端的快速重傳。比較超時重傳和快速重傳,可以發現超時重傳是發送端在傻等超時,然后觸發重傳;而快速重傳則是接收端主動告訴發送端數據沒收到,然后觸發發送端重傳。c.流量控制這里主要說TCP滑動窗流量控制。TCP頭里有一個字段叫Window,又叫Advertised-Window,這個字段是接收端告訴發送端自己還有多少緩沖區可以接收數據。于是發送端就可以根據這個接收端的處理能力來發送數據,而不會導致接收端處理不過來?;瑒哟翱梢允翘岣逿CP傳輸效率的一種機制。d.擁塞控制滑動窗用來做流量控制。流量控制只關注發送端和接受端自身的狀況,而沒有考慮整個網絡的通信情況。擁塞控制,則是基于整個網絡來考慮的??紤]一下這樣的場景:某一時刻網絡上的延時突然增加,那么,TCP對這個事做出的應對只有重傳數據,但是,重傳會導致網絡的負擔更重,于是會導致更大的延遲以及更多的丟包,于是,這個情況就會進入惡性循環被不斷地放大。試想一下,如果一個網絡內有成千上萬的TCP連接都這么行事,那么馬上就會形成“網絡風暴”,TCP這個協議就會拖垮整個網絡。為此,TCP引入了擁塞控制策略。擁塞策略算法主要包括:慢啟動,擁塞避免,擁塞發生,快速恢復。
4.斷開過程
第一次揮手:主動關閉方發送一個FIN,用來關閉主動方到被動關閉方的數據傳送,也就是主動關閉方告訴被動關閉方:我已經不會再給你發數據了(當然,在fin包之前發送出去的數據,如果沒有收到對應的ack確認報文,主動關閉方依然會重發這些數據),但此時主動關閉方還可以接受數據。
第二次揮手:被動關閉方收到FIN包后,發送一個ACK給對方,確認序號為收到序號+1(與SYN相同,一個FIN占用一個序號)。
第三次揮手:被動關閉方發送一個FIN,用來關閉被動關閉方到主動關閉方的數據傳送,也就是告訴主動關閉方,我的數據也發送完了,不會再給你發數據了。
第四次揮手:主動關閉方收到FIN后,發送一個ACK給被動關閉方,確認序號為收到序號+1,至此,完成四次揮手。