我的前端知识学习笔记

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传输控制协议TCP ​

主要特点 ​

  1. 面向连接，我们在使用TCP协议之前，必须建立TCP连接。数据传输之后，就必须释放已经建立的TCP连接。事实上我们每次发送HTTP请求都是依赖于建立TCP连接。
  2. 每一条TCP连接都是点对点的，也就是一对一通信。
  3. TCP是可靠的，无差错、不丢失、不重复，按序达到。
  4. TCP提供了全双工通信，也就是通信双方在任何时候都能发送数据。
  5. TCP是面向字节流的。

TCP的连接 ​

在TCP中，连接是最基本的抽象，一条TCP连接的两个端点，我们称之为socket（套接字）。

socket的表示方法为点分十进制的IP地址加上端口号，并且用逗号或者冒号进行分隔。

停止等待协议 ​

顾名思义，停止等待协议就是发送一个分组就等待确认，收到确认后就发送下一个分组。

停止等待协议是初期最简单的保证可靠传输的协议，理想情况是发送分组没有出现任何差错，当然这肯定过于理想化了。

出现差错的情况 ​

可靠传输协议设计成只要发送方超过一段时间没有收到确认，就重传前面发送过的分组。发送方每发送一个分组就设置一个超时计时器，到期之前收到对方的确认，则撤销已设置的超时计时器。

既然可以重传前面发送过的分组，就说明之前暂时保留了已发送的分组副本，以便于进行超时重传。

要知道哪一个分组收到了确认，就需要对分组和确认分组进行编号，可以明确知道哪一个分组得到了确认。

超时计时器的重传时间应当比数据在分组传输的平均往返时间更长一些

确认丢失和确认迟到 ​

第一种情况，发送方A向接收方B发送一条消息M1，B在发送确认收到消息M1的消息在中途丢失了，A在超时计时器到期之后，没有收到B发来的确认，就重新发送M1，A此时又需要重传M1，现在B收到了A重传的消息M1，就采取两个行动

  1. 丢弃这个重复的分组M1，不向上进行交付，因为B知道自己收到了M1，而A没有收到B发送过去的确认消息。
  2. 向A发送确认。

第二种情况，发送方A向接收方发送一条消息M1，B在发送确认消息M1的消息迟到了，A在超时计时器到期之后，还是没有B发来的确认，于是进行重新发送M1，然后B丢弃重复的分组，发送确认，那么A会收到两个确认，A会直接丢弃这个重复的确认消息。

使用这些机制，我们可以在不可靠的传输网络上实现可靠的通信。这种可靠传输协议被称为自动重传请求ARQ（Automatic Repeat Request），接收方不需要请求发送方重传某个出错的分组。

流水线传输 ​

连续ARQ协议 ​

发送方每收到一个确认，就把发送窗口向前滑动一个分组的位置。

接收方采用累积确认的方式，也就是收到几个分组之后，对按序达到的最后一个分组发送确认，以表示到这个分组为止的所有分组都已经正确收到了。这里一定是按序达到的最后一个分组，也就是如果中间分组在传输时丢失了，那么只确认前面按序达到的最后一个分组发送确认。假设有1、2、3、4、5个分组，如果3、4丢失了，那么发送确认收到2，而不是5。我们称之为Go-Back-N。

首部格式 ​

我们在前面讲过TCP的数据单元是报文段。一个TCP报文段分为首部和数据两个部分，TCP的全部功能则体现在它首部中各字段的作用。

  1. 源端口和目的端口，各占2个字节，TCP的分用也是通过端口实现的。
  2. 序号，占4个字节，取值范围为[0,2^32-1]，序号增加到2^32-1之后，下一个序号就又回到0，也就是序号是Mod 2^32运算。在一个TCP连接中传送的字节流中的每一个字节都按顺序编号。在首部中序号字段的值是本报文段所发送的数据的第一个字节的序号
  3. 确认号，占4个字节，期望收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号。
  4. 数据偏移，占4位，指出TCP报文段首部的长度，计算单位是4个字节，也就是数据偏移的值乘以4个字节，最大值也就是15*4个字节也就是60个字节，这也是TCP首部的最大长度。
  5. 保留，占6位，保留为今后使用，目前置位0
  6. 控制位，占6位，每个位置为1表示启用该控制位，参考7-12
  7. 紧急URG（URGent），启用时，TCP会将紧急数据插入到本报文段的最前面
  8. 确认ACK（ACKownledgment），启用时，确认号生效。TCP规定在建立连接后的所有传送的报文段都必须将ACK置1。
  9. 推送PSH（PuSH），启用时，告诉TCP尽快交付给接收应用程序，不用等到整个缓存填满后再向上交付。
  10. 复位RST（ReSeT），启用时，表示TCP连接中出现严重差错，必须释放连接并且重现建立连接。
  11. 同步SYN（SYNchronization），在连接建立时用来同步序号。
  12. 终止FIN（FINis），用来释放一个连接。
  13. 窗口，占2个字节，以字节为计算单位，这里的值指的是发送本报文段的一方的接收窗口。用来告诉对方，我的接收缓存空间还可以接收多少个字节的数据，指明了允许对方发送的数据量，并且窗口值是动态变化的。
  14. 检验和，占用2个字节，需要加上12字节的伪首部