TCP概述課件匯報(bào)人：XX目錄01.TCP協(xié)議基礎(chǔ)03.TCP頭部結(jié)構(gòu)05.TCP的可靠性保證02.TCP的工作原理06.TCP的應(yīng)用場景04.TCP的流量控制TCP協(xié)議基礎(chǔ)PARTONE定義與功能TCP（傳輸控制協(xié)議）是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議。TCP協(xié)議的定義01020304TCP通過序列號、確認(rèn)應(yīng)答、流量控制和擁塞控制等機(jī)制確保數(shù)據(jù)可靠傳輸。數(shù)據(jù)傳輸功能TCP通過三次握手建立連接，通過四次揮手?jǐn)嚅_連接，管理數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始和結(jié)束。連接管理功能TCP通過校驗(yàn)和機(jī)制檢測數(shù)據(jù)在傳輸過程中是否出現(xiàn)錯誤，并采取措施進(jìn)行糾正。錯誤檢測與糾正TCP與UDP對比連接導(dǎo)向與無連接TCP是面向連接的協(xié)議，確保數(shù)據(jù)可靠傳輸；UDP是無連接的，傳輸速度快但不保證可靠性。應(yīng)用場景差異TCP適用于文件傳輸、郵件發(fā)送等要求可靠性的場景；UDP適用于視頻流、在線游戲等對實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用。數(shù)據(jù)傳輸順序頭部開銷TCP保證數(shù)據(jù)按發(fā)送順序到達(dá)，而UDP不保證順序，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)包到達(dá)順序混亂。TCP頭部開銷較大，包含序列號、確認(rèn)號等，而UDP頭部開銷小，只有8字節(jié)固定長度。TCP協(xié)議特點(diǎn)TCP是一種面向連接的協(xié)議，確保數(shù)據(jù)傳輸前雙方建立可靠的連接，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤地送達(dá)。面向連接的協(xié)議TCP通過序列號、確認(rèn)應(yīng)答、超時(shí)重傳等機(jī)制確保數(shù)據(jù)包的可靠傳輸，即使在網(wǎng)絡(luò)狀況不佳時(shí)也能保證數(shù)據(jù)完整性。可靠傳輸保證TCP協(xié)議特點(diǎn)流量控制擁塞控制01TCP通過滑動窗口機(jī)制進(jìn)行流量控制，動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸速率，防止發(fā)送方發(fā)送過快導(dǎo)致接收方來不及處理。02TCP通過擁塞窗口和擁塞避免算法來控制網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流量，避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，保證網(wǎng)絡(luò)資源的合理分配。TCP的工作原理PARTTWO三次握手過程客戶端發(fā)送SYN包給服務(wù)器，請求建立連接，并進(jìn)入SYN-SENT狀態(tài)。建立連接請求客戶端收到SYN+ACK包后，發(fā)送ACK包確認(rèn)，雙方連接建立，進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)。完成連接建立服務(wù)器收到SYN包后，發(fā)送SYN+ACK包作為應(yīng)答，并進(jìn)入SYN-RCVD狀態(tài)。確認(rèn)并響應(yīng)010203數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制TCP通過三次握手過程確保雙方準(zhǔn)備就緒，建立穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸通道。三次握手建立連接TCP將數(shù)據(jù)分割成小塊，為每個數(shù)據(jù)塊編號，確保數(shù)據(jù)按順序可靠地傳輸。數(shù)據(jù)包序列化TCP使用滑動窗口機(jī)制進(jìn)行流量控制，防止發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)過快導(dǎo)致接收方緩沖區(qū)溢出。流量控制TCP通過擁塞窗口和擁塞算法來避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎头€(wěn)定性。擁塞控制四次揮手過程03服務(wù)器數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，發(fā)送一個FIN包給客戶端，請求關(guān)閉連接。第三次揮手02服務(wù)器收到FIN包后，發(fā)送一個ACK包作為確認(rèn)，表示已收到關(guān)閉請求，但服務(wù)器可能還有數(shù)據(jù)要發(fā)送。第二次揮手01客戶端發(fā)送一個FIN包給服務(wù)器，表示客戶端沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送了，請求關(guān)閉連接。第一次揮手04客戶端收到服務(wù)器的FIN包后，發(fā)送一個ACK包作為確認(rèn)，之后等待一段時(shí)間進(jìn)入TIME_WAIT狀態(tài)，確保服務(wù)器收到確認(rèn)包。第四次揮手TCP頭部結(jié)構(gòu)PARTTHREE頭部字段解析TCP通過序列號確保數(shù)據(jù)包的順序，每個字節(jié)都會被編號，保證數(shù)據(jù)的正確重組。序列號（SequenceNumber）01確認(rèn)號用于告訴發(fā)送方已成功接收的數(shù)據(jù)包，是TCP可靠傳輸?shù)年P(guān)鍵機(jī)制。確認(rèn)號（AcknowledgmentNumber）02控制位包括SYN、ACK、FIN等，用于建立和終止連接，以及控制數(shù)據(jù)流的傳輸。控制位（ControlFlags）03標(biāo)志位的作用標(biāo)志位如SYN和ACK用于建立和終止TCP連接，確保數(shù)據(jù)可靠傳輸。控制數(shù)據(jù)傳輸01TCP使用窗口大小字段和標(biāo)志位如PSH和URG來實(shí)現(xiàn)流量控制，防止網(wǎng)絡(luò)擁塞。流量控制02標(biāo)志位ACK用于確認(rèn)收到數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)包的順序和完整性。確認(rèn)應(yīng)答機(jī)制03端口號與序列號端口號的作用端口號用于標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用進(jìn)程，確保數(shù)據(jù)包能準(zhǔn)確送達(dá)目標(biāo)應(yīng)用程序。序列號的重要性序列號用于保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)捻樞蛐?，確保接收方能按正確的順序重組數(shù)據(jù)流。TCP的流量控制PARTFOUR滑動窗口機(jī)制滑動窗口機(jī)制中，窗口大小由接收方的緩沖區(qū)大小決定，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)捻槙?。窗口大小的確定0102當(dāng)發(fā)送方接收到確認(rèn)信號，窗口向前滑動，允許發(fā)送更多數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)流量控制。窗口滑動的條件03通過窗口大小的動態(tài)調(diào)整，防止緩沖區(qū)溢出，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。窗口溢出的預(yù)防擁塞控制策略TCP連接開始時(shí)，發(fā)送方以指數(shù)級增加發(fā)送速率，直到達(dá)到閾值或發(fā)生丟包，以探測網(wǎng)絡(luò)容量。01慢啟動算法當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞跡象時(shí)，擁塞避免算法將線性增加擁塞窗口，減少數(shù)據(jù)包丟失，穩(wěn)定傳輸速率。02擁塞避免算法若收到三個重復(fù)ACK，TCP立即重傳丟失的數(shù)據(jù)包，并進(jìn)入快速恢復(fù)狀態(tài)，調(diào)整擁塞窗口以減少擁塞。03快速重傳和快速恢復(fù)流量控制實(shí)例TCP通過滑動窗口機(jī)制實(shí)現(xiàn)流量控制，確保發(fā)送方不會溢滿接收方的緩沖區(qū)?；瑒哟翱跈C(jī)制當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞跡象時(shí)，擁塞避免算法會減小窗口大小，以降低數(shù)據(jù)傳輸速率。擁塞避免慢啟動算法用于避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，通過逐漸增加擁塞窗口大小來控制數(shù)據(jù)流量。慢啟動算法010203TCP的可靠性保證PARTFIVE數(shù)據(jù)重傳機(jī)制當(dāng)TCP發(fā)送方在設(shè)定時(shí)間內(nèi)未收到確認(rèn)應(yīng)答時(shí)，會重新發(fā)送數(shù)據(jù)包，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。超時(shí)重傳接收方通過發(fā)送重復(fù)的ACK來告知發(fā)送方某個數(shù)據(jù)包未到達(dá)，發(fā)送方在收到3個重復(fù)ACK后立即重傳該數(shù)據(jù)包。快速重傳TCP使用時(shí)間戳選項(xiàng)來避免因序列號回繞導(dǎo)致的重傳錯誤，確保在高延遲網(wǎng)絡(luò)中也能準(zhǔn)確重傳數(shù)據(jù)包?；跁r(shí)間戳的重傳確認(rèn)應(yīng)答與超時(shí)TCP通過ACK包確認(rèn)數(shù)據(jù)已成功接收，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。確認(rèn)應(yīng)答機(jī)制若發(fā)送方未收到ACK，會在超時(shí)后重發(fā)數(shù)據(jù)包，保證數(shù)據(jù)不丟失。超時(shí)重傳機(jī)制TCP使用序列號和確認(rèn)號來追蹤數(shù)據(jù)包，確保數(shù)據(jù)按序到達(dá)。序列號與確認(rèn)號通過滑動窗口機(jī)制，TCP實(shí)現(xiàn)流量控制，避免發(fā)送方發(fā)送過快導(dǎo)致接收方溢出。流量控制數(shù)據(jù)排序與重組01TCP通過序列號確保數(shù)據(jù)包的順序，接收方根據(jù)序列號對亂序到達(dá)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序。02發(fā)送方通過確認(rèn)應(yīng)答（ACK）來告知接收方數(shù)據(jù)包已成功接收，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?3若發(fā)送方未收到應(yīng)答，TCP將重新發(fā)送數(shù)據(jù)包，確保所有數(shù)據(jù)最終都能正確到達(dá)接收方。序列號機(jī)制確認(rèn)應(yīng)答機(jī)制超時(shí)重傳機(jī)制TCP的應(yīng)用場景PARTSIX常見網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用TCP保證了網(wǎng)頁數(shù)據(jù)的可靠傳輸，使得用戶能夠穩(wěn)定地瀏覽互聯(lián)網(wǎng)上的各種信息資源。Web瀏覽通過TCP連接，電子郵件系統(tǒng)能夠確保郵件內(nèi)容完整無誤地從發(fā)送方傳送到接收方。電子郵件TCP協(xié)議在文件傳輸過程中提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)流控制，確保文件在傳輸過程中不出現(xiàn)丟失或損壞。文件傳輸使用TCP協(xié)議的遠(yuǎn)程登錄服務(wù)，如SSH，允許用戶通過網(wǎng)絡(luò)安全地訪問和操作遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。遠(yuǎn)程登錄適用性分析擁塞控制可靠數(shù)據(jù)傳輸0103TCP通過擁塞避免和控制算法，減少網(wǎng)絡(luò)擁塞，適用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜多變的場景，如互聯(lián)網(wǎng)瀏覽。TCP通過序列號和確認(rèn)應(yīng)答機(jī)制確保數(shù)據(jù)包的可靠傳輸，適用于文件傳輸和電子郵件等場景。02TCP的流量控制功能防止發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)過快，確保接收方能夠處理，適用于需要穩(wěn)定數(shù)據(jù)流的應(yīng)用。流量控制優(yōu)化與調(diào)整策略