Kako funkcioniše TCP protokol?

TCP (Transmission Control Protocol) — to je protokol sloja prenosa koji obezbeđuje pouzdanu, usmerenu na konekciju isporuku podataka.

Ključni aspekti rada:

1. Trostruki rukohvat (Three-way Handshake):

   • Klijent šalje SYN (Synchronize) paket sa početnim brojem sekvence (ISN).
   • Server prima SYN, šalje SYN-ACK (Synchronize-Acknowledge) koji sadrži njegov ISN i potvrdu (ACK) ISN klijenta (acknowledgement number = client ISN + 1).
   • Klijent prima SYN-ACK, šalje ACK za potvrdu ISN servera (acknowledgement number = server ISN + 1).
   • Veza je uspostavljena, podaci mogu biti preneti.

2. Strujni prenos podataka: Podaci se prenose kao neprekidni tok bajtova, a ne kao odvojeni paketi. TCP segmentira tok podataka u segmente za prenos.

3. Numerisanje sekvenci (Sequence Numbers): Svaki bajt u toku podataka ima jedinstveni broj. Segmenti sadrže broj prvog bajta (sequence number) i broj potvrde (acknowledgement number), koji ukazuje na sledeći bajt koji pošiljalac očekuje da primi.

4. Potvrde (Acknowledgements - ACK): Primalac šalje ACK da obavesti pošiljaoca koji su podaci uspešno primljeni. Ako pošiljalac ne primi ACK u određenom vremenu (timeout), ponovo šalje segment.

5. Kontrola grešaka (Error Control): Koriste se kontrolne sume (checksums) za proveru integriteta podataka. Ako je segment oštećen, odbacuje se, a pošiljalac čeka timeout ili duplikat ACK za ponovno slanje.

6. Kontrola toka (Flow Control): Mehanizam koji sprečava preopterećenje bafera primaoca. Primalac obaveštava pošiljaoca o veličini svog prozora za primanje (receive window) u ACK paketima. Pošiljalac može poslati samo onoliko podataka koliko dozvoli prozor.

7. Kontrola zagušenja (Congestion Control): Mehanizam za određivanje dostupne propusnosti mreže i dinamičko regulisanje brzine prenosa podataka radi izbegavanja zagušenja. Uključuje algoritme kao što su slow start, congestion avoidance, fast retransmit i fast recovery.

8. Zatvaranje veze: Obično putem četvorostranog rukohvata:

   • Jedna strana šalje FIN (Finish) paket.
   • Druga strana šalje ACK za FIN.
   • Druga strana šalje svoj FIN (nakon završetka prenosa preostalih podataka).
   • Prva strana šalje ACK za taj FIN.
   • Veza se zatvara.

Struktura TCP segmenta:

Polje	Veličina (bajtovi)	Opis
Source Port	2	Poštanski broj pošiljaoca
Destination Port	2	Poštanski broj primaoca
Sequence Number	4	Broj prvog bajta u segmentu
Acknowledgement Number	4	Broj sledećeg očekivanog bajta
Data Offset/Header Length	4 bita	Dužina TCP zaglavlja
Reserved	6 bita	Rezervisano
Flags (Control Bits)	6 bita	URG, ACK, PSH, RST, SYN, FIN
Window Size	2	Veličina prozora za primanje
Checksum	2	Kontrolna suma zaglavlja i podataka
Urgent Pointer	2	Ukazuje na hitne podatke (ako je URG postavljeno)
Options	Promenljivo	Dodatne opcije
Padding	Promenljivo	Za poravnanje zaglavlja
Data	Promenljivo	Preneseni podaci

// Flags (Control Bits):
// URG: Važno polje Urgent Pointer
// ACK: Važno polje potvrde
// PSH: Funkcija Push
// RST: Resetovanje veze
// SYN: Sinhronizacija brojeva sekvence
// FIN: Nema više podataka od pošiljaoca