浅析可靠传输协议-----TCP （1）

 

       一直都听老师讲，"TCP/IP 协议是可靠传输协议，相比于UDP传输数据更加可靠，是因为使用TCP传输时，会建立一个传输通道，并且，TCP还有差错重传机制" ,对这些话，说不上真的理解。”什么传输通道？“，怎么个”差错重传“？

 

      实践很重要，但理论同样很重要。不知基本原理，只知道敲几行代码就真的成了一个体力劳动者。要知其然，更要知其所以然。现在，将自己理解的东西做一个总结。

 

      TCP协议，是一种面向连接的传输协议。TCP有四个特点：1.端对端 2.面向连接 3.可靠，按序的数据流 4.批量数据发送

现在，我们一个一个的说。

 

     1，端到端。   “端”指的是“端口”。   端到端协议，是传输层提供的协议。传输层下层的网络层的IP协议在主机之间传输数据，IP地址只标志主机，并不区分进程。区分到底是主机上哪个进程在通信，就是依靠端到端协议。

 

  

                                            端到端协议简图

    2，面向对象连接  

 

       使用TCP协议，两个进程在传送实际数据之前先建立一个“连接通道”。所谓的连接通道并不是一条端到端TDM或FDM电路，也不是一条虚电路。TCP协议只在端系统中运行，不在中间的网络元素（路由器和链路层交换机）中运行，所以中间元素并不维持TCP连接状态。中间路由器对TCP连接完全毫不知情，它们看到的只是数据报，而不是连接。下面，我们简单说一下建立TCP连接的过程。

 

      一开始学写通信程序时，虽然不懂基本原理，当时Java程序是这样写的：（发起通信的客户端程序）Socket client =new Socket（IP,port）;  IP,是服务器的IP地址，port是服务器进程的端口号，端口就是用来标识进程的。 这时，客户机的运输层便开始与服务器的传输层建立连接了。客户机的应用程序首先通知客户机的TCP，它想建立一个与服务器上的某个进程（已经用Port 标识好了）之间的连接。客户机的TCP会用以下方式与服务器的TCP建立一条TCP连接：

 

      第一步：客户端的TCP首先向服务器的TCP发送一个特殊的TCP报文段。该报文段并不包含应用层的数据，并封装在一个IP数据报中，发给服务器。

 

      第二步： 该IP数据报到达服务器后，为该TCPP连接分配TCP缓存和变量（这个暂且不解释，我们先说大体过程），并向客户机TCP发送允许连接的报文段（同样不包含应用层数据）。

 

      第三步：客户机收到服务器回应的报文段后，客户机同样为TCP连接分配缓存和变量，并且，客户机再向服务器发送一次报文段，对服务器允许连接进行确认。

 

     三步完成后，客户机和服务器就可以互相发送报文段了。这种连接方式成为 三次握手。通俗的说，这种连接方式确保双方已经做好准备接收数据。

 

 

 

 

 

3，可靠，按序的数据流 

 

    网络层的IP协议传输数据是不可靠的，数据报有可能丢失，乱序，出错。TCP在IP的不可靠的基础上建立了一种可靠数据传输服务。

 

 我们先说一下 ， 可靠数据传输服务。

 

 可靠数据传输服务的实现自然依靠于 可靠数据传输协议。

 

 我们要研究一系列协议，从简单到复杂，一个一个来。

 

    1.完全可靠信道上的可靠数据传输  rdt 1.0

         即，底层是完全可靠的。发送方发送数据，接收方接收数据。两者之间无需任何反馈信息，因为数据是完全可靠的。

    2，具有比特差错信道上的可靠数据传输  rdt 2.0

         现实的是，底层信道的比特可能受损，所以需要反馈。当接收方收到正确的数据包后，反馈一个ACK，错误的数据包，反馈NAK。 此时的协议采用了差错检测。

    3，在rdt 2.0 的基础上，若，反馈出错或丢失，要管理丢失的反馈。给分组加seq #两个 #’s (0,1)，必须查收ACK/NAK   这是 rdt 2.1

 

    若，两个数据包，1,2     1号出错，2号正确，但 ACK丢失，则传输过程是：

 

 4，rdt 2.2 无NAK的协议     

        功能等同 rdt2.1, 但仅使用 ACK不使用 NAK, 接受方只为最后正确接受的报文发送 ACK，接收方必须显式表明ACK 的分组 seq #，发送方得到双重ACK导致 NAK的相同结果: 重传正确的分组。

 

       如，两个数据包 1,2  1号正确，2号出错  

 

下面还有 GBN协议，和SR协议，以及TCP 所采用的可靠数据传输原理，以及 TCP 的批量数据发送，就在下一篇啦~~~~好累啊~~~~而且，我打算 做 两个 Java Applet  来演示 GBN 协议 和SR 协议~~~就在下一篇啦~~~总结好累啊~~~~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

评论

5 楼 awawfwfw 2016-09-27  

2在哪里呀

4 楼 Jonathan樊 2011-11-05  

blizzard213 写道

计算机网络：自顶向下的方法

O(∩_∩)O哈哈~，确实如此~~~~一语中的~~这是我们的教材呢~~~佩服啊

3 楼 blizzard213 2011-11-05  

计算机网络：自顶向下的方法

2 楼 Jonathan樊 2011-11-05  

zhufeng1981 写道

讲的很的详细，支持。

谢谢~~~还没有完~~~~

1 楼 zhufeng1981 2011-11-05  

讲的很的详细，支持。