TCP HTTP Socket UDP IP

一、 TCP

TCP(Transmission Control Protocol) 传输控制协议。TCP是主机对主机层的传输控制协议,提供可靠的连接服务,采用三次握确认建立一个连接。位码即tcp标志位,有6种 标示:SYN(synchronous建立联机) ACK(acknowledgement 确认) PSH(push传送) FIN(finish结束) RST(reset重置) URG(urgent紧急)Sequence number(顺序号码) Acknowledge number(确认号码)

建立一个tcp连接需要三次握手

三次握手:握手过程中使用了 TCP 的标志(flag—— SYNsynchronize) 和ACKacknowledgement) 。

第一次握手:建立连接时,客户端A发送SYN包(SYN=j)到服务器B,并进入SYN_SEND状态,等待服务器B确认。

第二次握手:服务器B收到SYN包,必须确认客户ASYNACK=j+1),同时自己也发送一个SYN包(SYN=k),即SYN+ACK包,此时服务器B进入SYN_RECV状态。

第三次握手:客户端A收到服务器BSYNACK包,向服务器B发送确认包ACKACK=k+1),此包发送完毕,完成三次握手。

关闭需要四次握手

由于TCP连接是全双工的,因此每个方向都必须单独进行关闭。这个原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。收到一个 FIN只意味着这一方向上没有数据流动,一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据。先进行关闭的一方将执行主动关闭,而另一方被动关闭。

客户端A发送一个FIN,用来关闭客户A到服务器B的数据传送。

服务器B收到这个FIN,它发回一个ACK,确认序号为收到的序号加1

服务器B关闭与客户端A的连接,发送一个FIN给客户端A

客户端A发回ACK报文确认,并将确认序号设置为收到序号加1

4)、TCP使用滑动窗口机制来进行流量控制。

建立连接时,各端分配一个缓冲区用来存储接收的数据,并将缓冲区的尺寸发送给另一端。接收方发送的确认消息中包含了自己剩余的缓冲区尺寸。剩余缓冲区空间的数量叫做窗口。其实就是建立连接的双虎互相知道彼此剩余的缓冲区大小。

 5)、拥塞控制

拥塞控制:防止过多的数据注入到网路中,这样可以使网络中的路由器或链路不至于阻塞。拥塞控制是一个全局性的过程,和流量控制不同,流量控制是点对点的控制。

1、慢开始:发送方维持一个叫做拥塞窗口cwndcongestion window)的状态变量。拥塞窗口的大小取决于网络的拥塞程度,并且动态的变化。发送方让自己的发送窗口等于拥塞窗口,另外考虑到接收方的接收能力,发送窗口可能小于拥塞窗口。思路就是:不要一开始就发送大量的数据,先试探一下网络的拥塞程度,也就是说由小到大增加拥塞窗口的大小。

为了防止cwnd增长过大引起网络拥塞,还需要设置一个慢开始门限ssthresh状态变量。 ssthresh的方法如下:

cwnd < ssthresh时,开始使用慢开始算法;当cwnd > ssthresh, 改用拥塞避免算法;当cwnd = ssthresh时,慢开始与拥塞算法任意。

 2.拥塞避免:

拥塞避免算法让拥塞窗口缓慢增长,即每经过一个往返时间RTT就把发送方的拥塞窗口cwnd1,而不是加倍,这样拥塞窗口按照线性规律缓慢增长。无论是在慢开始阶段还是在拥塞避免阶段,只要发送方判断网络出现拥塞(其根据就是没有收到确认,虽然没有收到确认可能是其他原因的分组丢失,但是因为⽆法判定,所以都当作拥塞处理),就把慢开始门限设置为出现拥塞时的发送窗口的一半,然后把拥塞窗口设置为1,执行慢开始算法:

此外,还有快速重传和快速恢复,停止-等待协议,回退N帧协议,选择重传协议等。 

二、 HTTP

超文本传输协议(HTTPHyperText Transfer Protocol)是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。所有的WWW文件都必须遵守这个标准。

HTTP连接最显著的特点是客户端发送的每次请求都需要服务器回送响应,在请求结束后,会主动释放连接。从建立连接到关闭连接的过程称为“一次连接”。

1)在HTTP 1.0中,客户端的每次请求都要求建立一次单独的连接,在处理完本次请求后,就自动释放连接。

2)在HTTP 1.1中则可以在一次连接中处理多个请求,并且多个请求可以重叠进行,不需要等待一个请求结束后再发送下一个请求。

3 ) HTTP2.0中,采用二进制格式而非文本格式,完全多路复用的,而非有序并阻塞的——只需一个连接即可实现并行。

由于HTTP在每次请求结束后都会主动释放连接,因此HTTP连接是一种“短连接”,要保持客户端程序的在线状态,需要不断地向服务器发起连接请求。

通常的做法是即使不需要获得任何数据,客户端也保持每隔一段固定的时间向服务器发送一次“保持连接”的请求,服务器在收到该请求后对客户端进行回复,表明知道客户端“在线”。若服务器长时间无法收到客户端的请求,则认为客户端“下线”,若客户端长时间无法收到服务器的回复,则认为网络已经断开。

HTTP协议,通常来说是建立在TCP之上的应用,之所以用“通常”,是因为HTTP协议中,并没有规定必须使用TCP/IP协议或支持TCP/IP协议支持的层。事实上,HTTP可以在任何互联网协议上,或其他网络上实现。HTTP假定其下层协议提供可靠的传输。因此,任何能够提供这种保证的协议都可以被其使用。因此也就是其在TCP/IP协议族使用TCP作为其传输层。

HTTP协议是在TCP协议之上的,所以建立一个HTTP连接就需要一次三次握手的过程。

三、 Socket

    套接字(socket)是通信的基石,是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示,包含进行网络通信必须的五种信息:连接使用的协议,本地主机的IP地址,本地进程的协议端口,远地主机的IP地址,远地进程的协议口。

    应用层通过传输层进行数据通信时,TCP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个 TCP协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接,许多计算机操作系统为应用程序与TCPIP协议交互提供了套接字(Socket)接口。应用层可以和传输层通过Socket接口,区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信,实现数据传输的并发服务。

四、 IP

IP是英文Internet Protocol(网络之间互连的协议)的缩写,中文简称为网协,也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中,它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则,规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统,只要遵守 IP协议就可以与因特网互连互通。IP地址具有唯一性,根据用户性质的不同,可以分为5类。另外,IP还有进入防护,知识产权,指针寄存器等含义。

    IP是怎样实现网络互连设备,如以太网、分组交换网等,它们相互之间不能互通,不能互通的主要原因是因为它们所传送数据的基本单元(技术上称之为)的格式不同。IP协议实际上是一套由软件、程序组成的协议软件,它把各种不同统一转换成“IP数据包格式,这种转换是因特网的一个最重要的特点,使所有各种计算机都能在因特网上实现互通,即具有开放性的特点。

    IP协议中还有一个非常重要的内容,那就是给因特网上的每台计算机和其它设备都规定了一个唯一的地址,叫做“IP 地址。由于有这种唯一的地址,才保证了用户在连网的计算机上操作时,能够高效而且方便地从千千万万台计算机中选出自己所需的对象来。如今电信网正在与 IP网走向融合,以IP为基础的新技术是热门的技术,如用IP网络传送话音的技术(即VoIP)就很热门,其它如IP overATMIPoverSDHIP over WDM等等,都是IP技术的研究重点。

五、 UDP

无连接协议,也称透明协议,也位于传输层。

TCP区别:

1TCP提供面向连接的传输,通信前要先建立连接(三次握手机制); UDP提供无连接的传输,通信前不需要建立连接。

2TCP提供可靠的传输(有序,无差错,不丢失,不重复); UDP提供不可靠的传输。

3TCP面向字节流的传输,因此它能将信息分割成组,并在接收端将其重组; UDP是面向数据报的传输,没有分组开销。

4TCP提供拥塞控制和流量控制机制; UDP不提供拥塞控制和流量控制机制。

https://www.cnblogs.com/jking10/p/5525519.html

https://blog.csdn.net/striveb/article/details/84063712

https://blog.csdn.net/guyan0319/article/details/79404216

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转载自www.cnblogs.com/tiantanglw/p/12514191.html
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