Dodaj tę stronę do książki
Pokaż książkę (0 stron)
Proponowane stronyTCP (ang. Transmission Control Protocol) – połączeniowy, niezawodny, strumieniowy protokół komunikacyjny wykorzystywany do przesyłania danych pomiędzy procesami uruchomionymi na różnych maszynach, będący częścią szeroko wykorzystywanego obecnie stosu TCP/IP -korzysta z usług protokołu IP do wysyłania i odbierania danych oraz ich fragmentacji wtedy, gdy jest to konieczne[1]. Protokół TCP operuje w warstwie transportowej modelu OSI. Został opracowany bazując na badaniach Vintona Cerfa oraz Roberta Kahna[1][2] i jest opisany w dokumencie RFC793.
Spis treści |
TCP jest protokołem działającym w trybie klient-serwer. Serwer oczekuje na nawiązanie połączenia na określonym porcie. Klient inicjuje połączenie do serwera.
W przeciwieństwie do UDP, TCP gwarantuje wyższym warstwom komunikacyjnym dostarczenie wszystkich pakietów w całości, z zachowaniem kolejności i bez duplikatów. Zapewnia to wiarygodne połączenie kosztem większego narzutu w postaci nagłówka i większej liczby przesyłanych pakietów. Chociaż protokół definiuje pakiet TCP, to z punktu widzenia wyższej warstwy oprogramowania, dane płynące połączeniem TCP należy traktować jako ciąg oktetów. W szczególności – jednemu wywołaniu funkcji API (np. send()) nie musi odpowiadać wysłanie jednego pakietu. Dane z jednego wywołania mogą zostać podzielone na kilka pakietów lub odwrotnie – dane z kilku wywołań mogą zostać połączone i wysłane jako jeden pakiet (dzięki użyciu algorytmu Nagle'a). Również funkcje odbierające dane (recv()) w praktyce odbierają nie konkretne pakiety, ale zawartość bufora stosu TCP/IP, wypełnianego sukcesywnie danymi z przychodzących pakietów.
W protokole TCP do nawiązania połączenia pomiędzy dwoma hostami wykorzystywana jest procedura nazwana three-way handshake. W sytuacji normalnej jest ona rozpoczynana, gdy host A chce nawiązać połączenie z hostem B, procedura wygląda następująco[1]:
Jeśli host odbierający połączenie nie chce lub nie może odebrać połączenia, powinien odpowiedzieć pakietem z ustawioną flagą RST (reset).
W celu weryfikacji wysyłki i odbioru TCP wykorzystuje sumy kontrolne i numery sekwencyjne pakietów. Odbiorca potwierdza otrzymanie pakietów o określonych numerach sekwencyjnych ustawiając flagę ACK. Brakujące pakiety są retransmitowane. Host odbierający pakiety TCP defragmentuje je i porządkuje je według numerów sekwencyjnych tak, by przekazać wyższym warstwom modelu OSI pełen złożony segment.
Prawidłowe zakończenie połączenia może być zainicjowane przez dowolną stronę. Polega ono na wysłaniu pakietu z ustawioną flagą FIN (finished). Pakiet taki wymaga potwierdzenia flagą ACK. Najczęściej po otrzymaniu pakietu z flagą FIN, druga strona również kończy komunikację wysyłając pakiet z flagami FIN i ACK. Pakiet taki również wymaga potwierdzenia przez przesłanie ACK.
Dopuszcza się również awaryjne przerwanie połączenia poprzez przesłanie pakietu z flagą RST (reset). Pakiet taki nie wymaga potwierdzenia.
Połączenie TCP może znajdować się w jednym z następujących stanów:
| Offsets | Octet | 0 | 1 | 2 | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Octet | Bit | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 |
| 0 | 0 | Port nadawcy | Port odbiorcy | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 4 | 32 | Numer sekwencyjny | |||||||||||||||||||||||||||||||
| 8 | 64 | Numer potwierdzenia (jeżeli flaga ACK jest ustawiona) | |||||||||||||||||||||||||||||||
| 12 | 96 | Długość nagłówka | Zarezerwowane | N S |
C W R |
E C E |
U R G |
A C K |
P S H |
R S T |
S Y N |
F I N |
Window Size | ||||||||||||||||||||
| 16 | 128 | Checksum | Wskaźnik priorytetu (jeżeli flaga URG jest ustawiona) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 20 ... |
160 ... |
Opcje (jeżeli długość nagłówka > 5, to pole jest uzupełniane "0") ... |
|||||||||||||||||||||||||||||||
Port nadawcy – 16-bitowy numer identyfikujący port nadawcy.
Port odbiorcy – 16-bitowy numer identyfikujący port odbiorcy.
Numer sekwencyjny – 32-bitowy identyfikator określający miejsce pakietu danych w pliku przed fragmentacją (dzięki niemu, można "poskładać" plik z poszczególnych pakietów).
Numer potwierdzenia – 32-bitowy numer będący potwierdzeniem otrzymania pakietu przez odbiorcę, co pozwala na synchronizację nadawanie-potwierdzenie.
Długość nagłówka – 4-bitowa liczba, która oznacza liczbę 32-bitowych wierszy nagłówka, co jest niezbędne przy określaniu miejsca rozpoczęcia danych. Dlatego też nagłówek może mieć tylko taką długość, która jest wielokrotnością 32 bitów.
Zarezerwowane – 4-bitowy ciąg zer, zarezerwowany dla ewentualnego przyszłego użytku.
Flagi 8-bitowa informacja/polecenie dotyczące bieżącego pakietu. Poszczególne flagi oznaczają:
Szerokość okna – 16-bitowa informacja o tym, ile danych może aktualnie przyjąć odbiorca. Wartość 0 wskazuje na oczekiwanie na segment z innym numerem tego pola. Jest to mechanizm zabezpieczający komputer nadawcy przed zbyt dużym napływem danych.
Suma kontrolna – 16-bitowa liczba, będąca wynikiem działań na bitach całego pakietu, pozwalająca na sprawdzenie tego pakietu pod względem poprawności danych.
Wskaźnik priorytetu – jeżeli flaga URG jest włączona, informuje o ważności pakietu.
Opcje – czyli ewentualne dodatkowe informacje i polecenia:
W przypadku opcji 2 to tzw. Uzupełnienie, które dopełnia zerami długość segmentu do wielokrotności 32 bitów (patrz: informacja o polu "Długość nagłówka")
Aplikacje, w których zalety TCP przeważają nad wadami (większy koszt związany z utrzymaniem sesji TCP przez stos sieciowy), to m.in. programy używające protokołów warstwy aplikacji: HTTP, SSH, FTP czy SMTP/POP3 i IMAP4.
|
||||||||||||||
