网络协议 Day08 TCP可靠传输

一、网络层

1. TCP 首部（记得每个字段含义即可）

TCP 首部

• URG（Urgent）
• 当 URG=1 时，紧急指针字段才有效。表明当前报文段中有紧急数据，应优先尽快传送

• ACK（Acknowledge）
• 当 ACK=1 时，确认号字段才有效

• RST（Reset）
• 当 RST=1 时，表明连接中出现严重差错，必须释放连接，然后再重新建立连接

• SYN（Synchronization）
• 当 SYN=1、ACK=0 时，表明这是一个建立连接的请求
• 若对方同意建立连接，则回复 SYN=1、ACK=1

• FIN（Finish）
• 当 FIN=1 时，表明数据已经发送完毕，要求释放连接

• 序号（Sequence Number）
• 占 4 个字节
• 首先，传输的每一个字节都会有一个编号
• 在建立连接后，序号代表：这一次传给对方的 TCP 数据部分的第一个字节的编号

• 确认号（Acknowledge Number）
• 占 4 个字节
• 在建立连接后，确认号代表：期望对方下一次传输过来的 TCP 数据部分的第一个字节的编号

• 窗口（Window）
• 占 2 个字节
• 这个字段有流量控制功能，用以告知对方下一次允许发送的数据大小（字节为单位）

2. 为什么 TCP 的首部仅仅有 4 位的数据偏移字段记录了 TCP 首部的长度，并没有字段记录 TCP 的数据长度？UDP 首部中有个 16 位的字段记录了整个 UDP 报文的长度（首部+数据）。

• UDP 首部中占 16 位的长度字段是冗余的，纯粹是为了保证首部是 32bit 对齐
• TCP\UDP 的数据长度，完全可以由 IP 数据包的首部推测出来
• 传输层的数据长度 = 网络层的总长度 - 网络层的首部长度 - 传输层的首部长度

二、TCP 可靠传输

1. 停止等待 ARQ 协议

• ARQ（Automatic Repeat-reQuest） 自动重传请求
  图解 1

图解 2

2. 连续 ARQ 协议 + 滑动窗口协议

• 停止等待ARQ协议，让A只能一条一条传递数据给 B，这无疑是效率比较低的，必须得到进化
  

  图解

• 发送方的窗口大小，一般是由接收端决定的

3. 完整的读下图，理解连续 ARQ 协议 + 滑动窗口协议

需要理解

4. 为什么需要 SACK（选择性确认）?

• 在 TCP 通信过程中，如果发送序列中间某个数据包丢失（比如 1、2、3、4、5 中的 3 丢失了）
• TCP 会通过重传最后确认的分组后续的分组（最后确认的是 2，会重传 3、4、5）
• 这样原先已经正确传输的分组也可能重复发送（比如 4、5），降低了 TCP 性能

5. SACK（选择性确认）是怎么做的呢?

• 为了改善上述情况，发展出了 SACK（Selective Acknowledge，选择性确认）技术
• 告诉发送方哪些数据丢失，哪些数据已经提前收到
• 使得 TCP 值重新发送丢失的包（比如 3），不用发送后续所有的分组（比如 4、5）

6. SACK 技术实现原理（了解即可）

实现原理

7. PDU 是我们在网络协议中经常看到的词汇什么意思呢？

• 协议数据单元（Protocol Data Unit，PDU）
• 在分层网络结构，例如开放式系统互联（OSI）模型中，在传输系统的每一层都将建立协议数据单元（PDU）

三、遗留的一些疑惑

1. 确认号 和 序号中存储的编号到底是谁给的？或者怎么来的？存储在哪里？

2. 不应该客户端只有一个确认吗？抓包地址 icp.chinaz.com

我抓到的包，好像跟理论上的不一致丫