Как работает протокол TCP?

TCP (Transmission Control Protocol) — это протокол транспортного уровня, обеспечивающий надежную, ориентированную на соединение доставку данных.

Ключевые аспекты работы:

1. Трехстороннее рукопожатие (Three-way Handshake):

   • Клиент отправляет SYN (Synchronize) пакет с начальным номером последовательности (ISN).
   • Сервер получает SYN, отправляет SYN-ACK (Synchronize-Acknowledge), содержащий свой ISN и подтверждение (ACK) ISN клиента (acknowledgement number = client ISN + 1).
   • Клиент получает SYN-ACK, отправляет ACK, подтверждающий ISN сервера (acknowledgement number = server ISN + 1).
   • Соединение установлено, можно передавать данные.

2. Потоковая передача данных: Данные передаются как непрерывный поток байтов, а не отдельные пакеты. TCP сегментирует поток данных в сегменты для передачи.

3. Нумерация последовательности (Sequence Numbers): Каждый байт в потоке данных имеет уникальный номер. Сегменты содержат номер первого байта, который в них находится (sequence number), и номер подтверждения (acknowledgement number), указывающий на следующий байт, который отправитель ACK ожидает получить.

4. Подтверждения (Acknowledgements - ACK): Получатель отправляет ACK, чтобы сообщить отправителю, какие данные были успешно получены. Если отправитель не получает ACK в течение определенного времени (тайм-аут), он повторно отправляет сегмент.

5. Контроль ошибок (Error Control): Используются контрольные суммы (checksums) для проверки целостности данных. Если сегмент поврежден, он отбрасывается, и отправитель ожидает тайм-аута или дублированного ACK для повторной передачи.

6. Контроль потока (Flow Control): Механизм, используемый для предотвращения переполнения буфера получателя. Получатель сообщает отправителю размер своего окна получения (receive window) в АСК-пакетах. Отправитель может отправить только столько данных, сколько указано в окне.

7. Контроль перегрузки (Congestion Control): Механизм для определения доступной пропускной способности сети и динамического регулирования скорости передачи данных, чтобы избежать перегрузки сети. Включает алго