传输控制协议,传输控制协议的分类,传输控制协议参数指标等|维库电子通

工作原理

　　应用层向传输控制协议层发送用于网间传输的、用8位字节表示的数据流，然后传输控制协议把数据流分割成适当长度的报文段（通常受该计算机连接的网络的数据链路层的传送单元(MTU)的限制）。之后传输控制协议把结果包传给IP层，由它来通过网络将包传送给接收端实体的传输控制协议层。

　　传输控制协议为了保证不发生丢包，就给每个字节一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的字节发回一个相应的确认(ACK)；如果发送端实体在合理的往返时延(RTT)内未收到确认，那么对应的数据（假设丢失了）将会被重传。传输控制协议用一个校验和函数来检验数据是否有错误；在发送和接收时都要计算校验和。

特点

　　（1）面向连接的传输；

　　（2）端到端的通信；

　　（3）高可靠性，确保传输数据的正确性，不出现丢失或乱序；

　　（4）全双工方式传输；

　　（5）采用字节流方式，即以字节为单位传输字节序列；

　　（6）紧急数据传送功能。

端口

　　传输控制协议使用了端口号（Port number）的概念来标识发送方和接收方的应用层。对每个传输控制协议连接的一端都有一个相关的16位元的无符号端口号分配给它们。端口被分为三类：众所周知的、注册的和动态/私有的。众所周知的端口号是由因特网赋号管理局（IANA）来分配的，并且通常被用于系统一级或根进程。众所周知的应用程序作为服务器程序来运行，并被动地侦听经常使用这些端口的连接。例如：FTP、TELNET、SMTP、HTTP等。注册的端口号通常被用来作为终端用户连接服务器时短暂地使用的源端口号，但它们也可以用来标识已被第三方注册了的、被命名的服务。动态/私有的端口号在任何特定的传输控制协议连接外不具有任何意义。可能的、被正式承认的端口号有65535个。

所支持的服务类型　

　　不管怎样,TCP/IP是一个协议集。为应用提供一些\"低级\"功能,这些包括IP、TCP、UDP。其它是执行特定任务的应用协议,如计算机间传送文件、发送电子邮件、或找出谁注册到另外一台计算机。因此, 最重要的\"商业\"TCP/IP服务有:

　　1、FTP 文件传送(File Transfer)

　　文件传送协议FTP(File TransferProtocol)允许用户从一台计算机到另一台取得文件,或发送文件到另外一台计算机。从安全性方面考虑,需要用户指定一个使用其它计算机的用户名和口令。它不同于NFS(Network File System)和Netbios协议。一旦你要访问另一台系统中的文件,任何时刻都要运行FTP。而且你只能拷贝文件到自己的机器中去来使用它。RFC 959中有关于FTP的详尽说明。

　　2、 RLogin 远程登录(Remote login)

　　网络终端协议TELNET允许用户登录到网络上任一计算机上。你可启动一个远程进程连接到指定的计算机,直到进程结束,期间你所键入的内容被送到所指定的计算机。值得注意的是,这时你实际上是与你的计算机进行对话。TELENET程序使得你的计算机在整个过程中不见了,所敲的每一个字符直接送到所登录的计算机系统。一般的说,这种远程连接是通过类式拨号连接的,也就是,拨通后,远程系统提示你输入注册名和口令,退出远程系统,TELNET程序也就退出,你又与自己的计算机对话了。微电脑中的TELNET工具一般含有一个终端仿真程序。

　　3、SMTP POP3 电子邮件(Mail)

　　允许你发送消息给其它计算机的用户。通常,人们趋向于使用指定的一台或两台计算机。计算机邮件系统只需你简单地往另一用户的邮件文件中添加信息,但随之产生问题,使用的微电脑的环境不同,还有重要的是宏(MACRO)不适合于接受计算机邮件。为了发送电子邮件,邮件软件希望连接到目的计算机,如果是微电脑,也许它已关机,或者正在运行另一个应用程序呢?出于这种原因,通常由一个较大的系统来处理这些邮件,也就是一个一直运行着的邮件服务器。邮件软件成为用户从邮件服务器取回邮件的一个界面。

　　任何一个的TCP/IP工具提供上述这些服务。这些传统的应用功能在基于TCP/IP的网络中一直扮演非常重要的角色。目前情况有点变化,这些功能使用也发生变化,如老系统的改造,计算机的发展等,出现了各种安装版本,如:微电脑、工作站、小型机、和巨型机等。这些计算机好像在一起完成指定的任务,尽管有时看来像是只用到某个指定的计算机,但它是通过网络得到其它计算机系统的服务。服务器 Server是为网络上其它提供指定服务的系统,客户Client是得到这种服务的另外计算机系统。(值得注意的是,服务/客户机不一定是不同的计算机, 有可能是同一计算机中的不同运行程序)。以下是几种目前计算机上典型的一些服务,这些服务可在TCP/IP网络上调用。

　　4、 NFS 网络文件系统(Network File System)

　　这种访问另一计算机的文件的方法非常接近于流行的FTP。网络文件系统提供磁盘或设备服务,而无需特定的网络实用程序来访问另一系统的文件。可以简单地认为它是一个外加的磁盘驱动器。这种额外\"虚拟\"磁盘驱动器就是其它计算机系统的磁盘。这非常有用。你只需加大几台计算机的磁盘容量,就可使网络上其他用户访问它,且不说所带来的经济效益,它还能够让几台工作的计算机共享相同的文件。它也使得系统维护和备份易如反掌,因为再不必为大量的不同机器上的文件的升级和备份而担心。

　　5、远程打印(Remote Printing)

　　允许你使用其它计算机上的打印机,好像这些打印机直接连到你的计算机上。

　　6、远程执行(Remote Execution)

　　允许你请求运行在不同计算机上的特殊程序。当你在一个很小的计算机上运行一个需要大机系统资源的程序时,这时候远程执行非常有用。

　　7、名字服务器(Name Servers)

　　在一个大的系统安装过程中,需要用到大量的各种名字,包括用户名、口令,姓名、网络地址、帐号等,管理这些是非常令人乏味的。因此将这些数据形成数据库,放到一个小系统中去,其它系统通过网络来访问这些数据。

　　8、终端服务器(Terminal Servers)

　　很多的终端连接安装不再直接将终端连到计算机,取而代之的是,将他们连接到终端服务器上。终端服务器是一个小的计算机,它只需知道怎样运行TELNET(或其它一些完成远程登录的协议)。如果你的终端想连上去,只用键入要连的计算机名就可。通常有可能同时有几个这种连接,这时终端服务器采用快速开关技术来切换。

　　上述所描述的一些协议是由Berkeley, Sun,或其它组织定义的。因此,它们不是互联网协议集(InternetProtocol Suite)的一部分, 只是使用到TCP/IP的工具,如同一般的TCP/IP应用协议。因为协议的定义不一致,并且商业支持的TCP/IP工具广泛应用,也许会把这些协议作为互联协议集中的一部分。上述列出的只是基于TCP/IP部分服务的一些简单例子,但包含了一些主要的应用。

服务流程

　　传输控制协议协议提供的是可靠的、面向连接的传输控制协议，即在传输数据前要先建立逻辑连接，然后再传输数据，释放连接3个过程：

　　1、传输控制协议提供端到端、全双工通信；

　　2、采用字节流方式，如果字节流太长，将其分段；

　　3、提供紧急数据传送功能。

服务的可靠性

　　数据被分割成传输控制协议最适合发送的数据块，也就是报文段长度。当一个连接建立时，连接的双方都要通告各自的MSS（报文段长度）。

　　当传输控制协议发出一个报文段后，它启动一个定时器，等待目的端确认收到这个报文段。如果不能及时收到一个确认将重发这个报文段。

　　当传输控制协议收到发自传输控制协议连接另一端的数据，它将发送一个确认，这个确认不是立即发送，通常将推迟几分之一秒，以便将ACK与需要沿该方向发送的数据一起发送。绝大多数实现采用的时延为200ms。

　　传输控制协议将保持它首部和数据的检验和。这是一个端到端的检验和，目的是检测数据在传输过程中的任何变化。如果收到段的检验和有差错，传输控制协议将丢弃这个报文段和不确认收到此报文段（希望发送端超时并重发）。

　　既然传输控制协议报文段作为IP数据报来传输，因此传输控制协议报文段的到达也可能会失序。传输控制协议将对收到的数据进行重新排序，将数据以正确顺序交给应用层。

　　既然IP数据报会发生重复，传输控制协议接收端必须丢弃重复的数据。

　　传输控制协议还能提供流量控制。传输控制协议连接的每一方都有固定大小的缓冲空间。传输控制协议的接收端只允许另一端发送接收端缓冲区所能接纳的数据。这将防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出。

应用情况

　　传输控制协议并不是对所有的应用都适合，一些新的带有一些内在的脆弱性的运输层协议也被设计出来。比如，实时应用并不需要甚至无法忍受传输控制协议的可靠传输机制。在这种类型的应用中，通常允许一些丢包、出错或拥塞，而不是去校正它们。例如通常不使用传输控制协议的应用有：实时流多媒体（如因特网广播）、实时多媒体播放器和游戏、IP电话（VoIP）等等。任何不是很需要可靠性或者是想将功能减到最少的应用可以避免使用传输控制协议。在很多情况下，当只需要多路复用应用服务时，用户数据报协议（UDP）可以代替传输控制协议为应用提供服务。

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