Transmission Control Protocol (TCP)

Для обеспечения надёжной доставки данных на транспортном уровне используется протокол с гарантированной доставкой пакетов - TCP.

TCP – надёжный потоковый протокол, требующий создания логических соединений.

Обеспечение надёжноё доставки протоколом TCP

Надёжность TCP обеспечивает механизм подтверждения приёма с повторной передачей (Positive Acknowledgment with Retransmission, PAR). Система с PAR повторяет отправку данных до тех пор, пока не получит от системы-адресата подтверждение, что данные успешно получены. Данные представляются как поток байтов и могут передаваться в обоих направлениях. Единицей обмена данными для взаимодействующих модулей TCP является сегмент. Каждый сегмент имеет уникальный номер в последовательности (потоке) и содержит контрольную сумму, посредством которой получатель определяет целостность данных. Если сегмент данных получен в целости и сохранности, получатель отправляет источнику подтверждение (ACK). Повреждённые сегменты данных игнорируются получателем. По истечении установленного интервала ожидания (timeout) модуль-источник TCP повторно выполняет передачу всех сегментов, для которых не были получены подтверждения.

Структура TCP пакета:

TCP-соединение инициализируется путем трех обменов данными («тройное рукопожатие», Three-way handshake)

Назначение:

1. Синхронизация отправки и получения сегментов;
2. Информирование хоста о размере данных, которое он может получить за один раз (windows and segment size);
3. Установка виртуального соединения.

Порядок установки соединений:

1. Инициализация запроса на соединения путем посылки сегмента с установленным флагом синхронизации (SYN);
2. Подтверждение установки соединения хостом получателем путем посылки сегмента, содержащего: Включенный флаг синхронизации (SYN); Число, определяющее стартовый номер последовательности сегментов, которую хост будет отправлять; Подтверждение, содержащее номер стартового сегмента получаемых данных;
3. Хост, инициирующий соединения, посылает подтверждение приема данных.

Аналогичная процедура происходит при закрытии соединения: тройное рукопожатие с байтом FIN. Именно сквозной обмен данными становится логическим соединением между двумя хостами.

В TCP данные считаются непрерывным потоком байтов, а не набором независимых пакетов. Следовательно, TCP предпринимает меры для сохранения последовательности отправки и получения байтов. Этой цели служат поля заголовка сегмента TCP – Порядковый номер и Номер подтверждения. Чтобы корректно отслеживать порядок в потоке данных, каждая из взаимодействующих сторон должна знать исходный номер второй стороны. Две стороны соединения синхронизируют системы нумерации байтов, обмениваясь SYN-сегментами в ходе рукопожатия.