报头
1.报头和有效载荷如何分离将,有效载荷向上交付?
tcp有个标准报头长度为20,那是不是以为我们可以像udp一样分离依靠报头大小去分离,我们仔细去看我们报头中还有个选项没包含到。
我们还有个首部长度,四位可以表示1111,最大为15,它要乘以4才能表示报头长度,也就是说报头长度必须是4的倍数,选项大小最大为40字节,所以我们再读取报头时,首先读前20个标准报头长度,再从首部中读取整个报头的长度。
16位窗口大小
当发送方发了很多数据,把对方的接受缓冲区填满了,但是发送方不知道对方缓冲区满了,发送方还要发,可能就造成了数据泄漏,为了使传输的效率变高,防止数据泄漏,我们就要解决这个问题的关键,就是让发送方知道对方的接受缓冲区被填满,强制停止发送
我们有个策略叫做流量控制,这个策略由tcp协议完成的,也就是说是OS中的tcp模块完成的,tcp协议也叫传输控制协议
所以我们根本不用去考虑接受缓冲区被填满的情况,在文件IO的原理是一样的
如何流量控制
发送方得知道接收方的接受能力,就是要知道接受方接受缓冲区的剩余空间。
我们在通信的时候不是单发面的发送,服务器接收到消息给客户端确认的消息(ACK)(确认应答机制),我们接收方缓冲区的剩余空间就会被填充到窗口大小,客户端也就知道了要缓慢发送还是停止发送。停止发送也就是说直接让客户端的发送方写满发送缓冲区,就让进程阻塞,直到OS重新给发送,这也就是同步机制
ACK
这个词也许很陌生,但我们在通信时就是发送报头+数据,ACK肯定也是一种报文.
它的作用:是确认应答,表示接收方已经成功接收到某个数据段。
tcp保持可靠性
如果有应答,对于发送方,能保证上面的消息全部接受到。
关于确认应答和tcp数据发送模式
Tcp发送数据的方式
1.串型发送 一条一条发 (理解)
2.并行发送(常见)
发送时间,进行重叠,同一时刻发送多条报文
保证数据按序到达?
server收到的报文可能是乱序的,他是不可靠的——报文按序到达,依靠报头中的32位序号解决,32位序号,根据序号进行排序
服务端发送ACK也要一对一的回应给客户端那些报文被收到了,此时由32位确认序号保证,例如32位序号为100的报文的ACK中确认序号为101,确认序号之前的所有报文已经被收到,这样的设计有一个好处,就是允许了少量的ACK丢失。
既然有了32位序号,为什么又要有确认序号呢,他们两的值不能是一样的吗?
捎带应答,是指它既对报文进行了应答的同时又捎带了数据,为了防止乱序,就要填充自己的32为序号,又要给对方确认应答,所以又要填充自己的32位确认序号
由此可见:tcp保证可靠性,但不仅仅可靠性,还积极的提高了效率
标记位
server一定会接收到各种不同的报文
例如:三次握手syn,四次挥手fin
此时就得引入标记位
例如如果是syn报文,syn的标记位置为一
16位紧急指针
URG
标志位为URG
urg指针标记为一,当发送紧急报文时,紧急报文也得排队,但是需要尽快处理,所以得让它插队,紧急报文会携带紧急数据,而紧急指针表示的是数据的偏移量,接收方会优先去依靠紧急指针提供的便宜量查看数据中的紧急数据,
值得一提的是:紧急指针只存在1个字节
紧急指针有怎么使用呢?标识紧急任务,当上传任务可能上错了想要让他暂停,就把紧急数据变为1,让他赶紧暂停上传任务
psh
当我们的接收缓冲区满了之后,发送方会定时发送询问报文,而我们的接受方同时也会发送一个窗口大小更新报文。
询问报文:就是把psh标记为一,让服务器赶紧把数据向上层交付
psh不仅仅只在这种情况下使用,在任何需要让接收方尽快将数据进行上层交付的情景都可以使用
例如:我们在输入指令的时候,通常都是发送push的报文,让接收方尽快对报文进行解释
reset
tcp是保证可靠性的,那么三次握手是不是必须成功,错误的
我们的可靠性指的是我们发送消息,对方能确认收到,我们发的消息丢失对方收不到,对方也能知道对方没收到,这才叫可靠性。
在建立通信,三次握手中,第一次客户端syn发送出错时,我们是知道的,因为没有收到服务器的syn+ack,第二次客户端syn+ack发送出错时,我们也是知道的,因为此时连接没有建立好,当第三次ack发送时,因为它是最新的一条消息,他是没有应答的,我们不知道它到底发没发送成功,当客户端发送第三次握手ack时,服务端没收到,此时客户端是知道自己建立好了连接,但是服务端是不知道的,这叫建立连接认知不一致。
在此时,客户端不知道服务端没收到ack,客户端以为建立好了连接,接下来发送消息,服务器此时不知道建立好了连接,就会发送一个reset报文,告知客户端重新建立连接
建立连接认知不一致,不一定是服务端不知道是否建立连接,网络传输的过程是非常复杂的,当服务器和客户端正常通信的时候,此时拔了客户端的网线,客户端知道了断开了连接,但是服务器是不知道的,此时客户端就需要发出reset报文了。