关于tcp协议
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前言：
一、TCP协议的基本概念：
二、TCP协议的主要特点：
2.1面向连接：
2.2可靠传输：
2.3基于字节流：
三、TCP连接的建立与终止：
3.1连接建立：
3.1.1SYN：
3.1.2SYN-ACK：
3.1.3ACK：
3.2图像解释：
3.2.1tcp服务器先创建传输控制块(TCB)：
3.2.2tcp客户端进程也创建传输控制块
3.2.3tcp服务器收到请求报文后
3.2.4tcp客户端收到确认后,还要向服务器给出确认
3.2.5双方能够通信:
3.2.6 这里相信也有小伙伴也有疑问为什么tcp客户端最后还要发出一次确认?其实主要防止已经失效的连接请求报文又传送到了服务器,从而产生错误
3.3连接终止：
3.3.1FIN：
3.3.2ACK：
3.3.3FIN：
3.3.4ACK：
编辑 3.4图像解释：为了更好的帮助大家理解这是对这个图的解读：
3.4.1：连接释放报文,并且停止发送数据:
3.4.2收到连接释放报文,发出确认报文:
3.4.3客户端收到服务器的确认请求:
3.4.4发送完最后的数据,就向客户端发出连接释放:
3.4.5收到服务器的连接释放，等待2msl进入closed状态：
3.4.6服务器只要收到客户端的确认,立即进入CLOSED状态.3.4.7到了这里我猜细心的小伙伴肯定发现了什么？确实，它为什么还有等待2msl
四、TCP协议的工作原理：
五、TCP协议的应用场景：
结语：
前言：
前面我们已经讲了关于网络编程的一些基本的知识，现在我们开始了前面提到的关于TCP协议的学习。由于TCP协议可能会有一点难，不过我尽量去把这个知识点给讲清楚，当然我也借鉴了其他优秀博主的作品，大部分的内容都是来源于网上。这些都是我个人学习的一些总结，希望大家多多鼓励我，也欢迎大家指出我文章还存在的问题，欢迎大家的斧正。
一、TCP协议的基本概念：
TCP（传输控制协议）是计算机网络中的一种通信协议，它位于OSI模型的传输层。TCP协议的主要目的是提供可靠的数据传输服务，确保数据在发送方和接收方之间能够完整、有序地传输。
二、TCP协议的主要特点：
2.1面向连接：
在数据传输之前，TCP协议需要建立一条连接。这条连接在数据传输完毕后会被释放，确保数据传输的可靠性和有序性。
2.2可靠传输：
TCP协议通过一系列机制（如确认、重传等）确保数据的可靠传输。如果数据在传输过程中丢失或损坏，TCP协议会要求重新传输。
2.3基于字节流：
TCP协议将数据看作是无结构的字节流，不关心数据的具体内容，只负责将数据从发送方传输到接收方。
三、TCP连接的建立与终止：
3.1连接建立：
TCP连接的建立过程通常被称为“三次握手”。在这个过程中，发送方和接收方通过交换特定的报文段来建立连接。这是为了确保双方都已准备好进行数据传输。具体过程如下：
3.1.1SYN：
客户端发送一个SYN报文段（SYN=1）给服务器，询问服务器是否打开并准备好接受数据。这个报文段中包含一个随机的初始序列号（ISN）。
3.1.2SYN-ACK：
服务器收到SYN报文段后，如果同意连接，则发送一个应答。这个应答中，服务器首先发送一个ACK报文段（ACK=1）确认客户端的SYN，同时也发送一个自己的SYN报文段，其中包含服务器的初始序列号。
3.1.3ACK：
客户端收到服务器的SYN＋ACK报文段后，发送一个ACK报文段确认服务器的SYN。此时，连接建立完成，双方可以开始传输数据。
而这三次握手的过程确保了双方都已准备好进行数据传输，并且双方都知道对方的初始序列号，以便在后续的数据传输中进行确认和重传。
最开始客户端和服务器都是出于关闭的状态,主动打开连接的是客户端,被动打开连接的是服务器.
3.2图像解释：
为了更好的帮助大家理解这是对这个图的解读：
3.2.1tcp服务器先创建传输控制块(TCB)：
tcp服务器先创建传输控制块(TCB),时刻准备接收客户端进程的连接请求,此时服务器进入listen状态
3.2.2tcp客户端进程也创建传输控制块
tcp客户端进程也创建传输控制块,然后向服务器发出连接请求报文,报文首部位SYN=1,同时选择一个初识序列号seq=x,此时,tcp客户端进入SYN-SEND(同步已发送)状态.
3.2.3tcp服务器收到请求报文后
tcp服务器收到请求报文后,如果同意连接,则发出确认报文,确认ACK=1,SYN=1,确认号是ack=x+1,同时自己也要消耗掉序列号seq=y,此时tcp服务器进程就进入SYN-RECV(同步收到)状态.
3.2.4tcp客户端收到确认后,还要向服务器给出确认
tcp客户端收到确认后,还要向服务器给出确认.确认报文ACK=1,确认号ack=y+1,自己的序列号为seq=x+1.此时,tcp建立连接,客户端进入ESTABLISHED(已建立连接)状态.这个时候可以携带数据了,但是如果不携带数据,也要消耗序号
3.2.5双方能够通信:
当服务器收到客户端的确认后也进入ESTABLISHED状态,此后双方就能通信
3.2.6 这里相信也有小伙伴也有疑问为什么tcp客户端最后还要发出一次确认?
其实主要防止已经失效的连接请求报文又传送到了服务器,从而产生错误
如果使用两次握手,客户端发送的第一次请求可能没被接收到,那么客户端会发送第二次,如果是两次就能建立连接,服务器收到第二次就会发送确认就能够产生连接.但是如果第一次又成功的发送给了服务器,服务器如果又确认了,那么将会产生第二次连接,这是不必要的.
如果是三次握手,就算第一次的报文传过来了,服务器确认,但是客户端不会确认,然后服务器没有收到客户端的确认就知道客户端没有要连接,连接就不会产生
3.3连接终止：
数据传输完毕后，TCP连接需要被终止，也被称为是四次挥手。连接终止的过程通常包括发送FIN报文段和等待确认等步骤。当数据传输完成后，TCP连接需要被中止。这个过程通常被称为“四次挥手”，因为需要四个报文段来完成连接的终止。具体过程如下：
3.3.1FIN：
数据传输结束后，客户端发送一个FIN报文段给服务器，表示客户端没有数据要发送了，要求关闭连接。
3.3.2ACK：
服务器收到客户端的FIN报文段后，发送一个ACK报文段确认收到客户端的FIN。此时，服务器到客户端的连接关闭，但服务器还可以继续发送数据。
3.3.3FIN：
当服务器也没有数据要发送时，服务器发送一个FIN报文段给客户端，表示服务器也没有数据要发送了，要求关闭连接。
3.3.4ACK：
客户端收到服务器的FIN报文段后，发送一个ACK报文段确认收到服务器的FIN。此时，客户端到服务器的连接也关闭，连接完全终止。
3.4图像解释：
为了更好的帮助大家理解这是对这个图的解读：
3.4.1：连接释放报文,并且停止发送数据:
客户端发出连接释放报文,并且停止发送数据,释放数据报文首部FIN=1,序列化为seq=u(等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1),此时客户端进入FIN-WAIT1(终止等待1),不能携带数据
3.4.2收到连接释放报文,发出确认报文:
服务器收到连接释放报文,发出确认报文ACK=1,ack=u+1,并且携带自己的序号seq=v+1,此时服务端进入CLOSE-WAIT(关闭等待).客户端没有数据要发送了,但是服务器如果还有数据,客户端依然要接受.
3.4.3客户端收到服务器的确认请求:
客户端收到服务器的确认请求后,进入FIN-WAIT-2(终止等待2),等服务器发出剩下的数据
3.4.4发送完最后的数据,就向客户端发出连接释放:
服务器发送完最后的数据,就向客户端发出连接释放,FIN=1,ack=u+1,因为之前可能发送了一些剩下的数据,假设序号为seq=w,此时,服务器就进入了LAST-ACK(最后确认),等待客户端的确认
3.4.5收到服务器的连接释放，等待2msl进入closed状态：
客户端收到服务器的连接释放,必须发出确认,ACK=1,ack=w+1,自己的序号为seq=u+1,此后,客户端进入TIME-WAIT(时间等待).必须经过2*MSL(最长报文段寿命)的时间后,才会进入CLOSED状态
3.4.6服务器只要收到客户端的确认,立即进入CLOSED状态.
3.4.7到了这里我猜细心的小伙伴肯定发现了什么？
确实，它为什么还有等待2msl
首先是保证客户端发送的最后一次确认报文能够到达服务器.因为这个报文可能会丢失,如果在这段时间内,服务器没有收到确认,将会再次发出连接释放,所以客户端收到再次的连接释放就会知道服务器没有收到确认,于是重新发送确认给服务器,重启这个时间.
其次是为了防止已经失效的报文出现,在这个时间内,可以使本次连接中所有产生的报文都从网络中消失.
四、TCP协议的工作原理：
TCP协议通过一系列机制实现可靠的数据传输。这些机制包括序列号、确认号、滑动窗口等。序列号用于标识每个字节在数据流中的位置，确认号用于确认已接收到的数据。滑动窗口机制则用于控制数据的发送速率，防止发送方过快地发送数据导致接收方无法处理。
五、TCP协议的应用场景：
TCP协议广泛应用于需要可靠数据传输的场景中，如文件传输、网页浏览等。在这些场景中，数据的完整性和有序性至关重要，因此需要使用TCP协议来确保数据的可靠传输。
结语：
总结来说，TCP协议是一种面向连接的、可靠的传输层通信协议。它通过一系列机制实现数据的可靠传输和有序性保证，广泛应用于各种需要可靠数据传输的场景中。关于TCP协议其实有很多用处在我们使用网络的时候。关于这个TCP协议的内容我就先分享到这里了，如果说的有问题欢迎大家的斧正，也欢迎大家在评论区和谐讨论。