TCP сервисы

Несмотря на то, что TCP и UDP используют один и тот же сетевой уровень (IP), TCP предоставляет приложениям абсолютно другие сервисы, нежели UDP. TCP предоставляет основанный на соединении надежный сервис потока байтов.

Термин "основанный на соединении" (connection-oriented) означает, что два приложения, использующие TCP (как правило, это клиент и сервер), должны установить TCP соединение друг с другом, после чего у них появляется возможность обмениваться данными. Типичная аналогия - это набор телефонного номера, ожидание ответа от удаленного абонента, когда он говорит "алло", после чего необходимо сказать, кто звонит. В главе 18 мы рассмотрим, как устанавливается соединение и как это соединение разрывается через некоторое время, когда работа завершена.

Всегда существуют две конечные точки, которые общаются друг с другом с помощью TCP соединения. Концепции, о которых мы говорили в главе 12, широковещательная рассылка и групповая рассылка, не имеют отношения к TCP.

TCP обеспечивает свою надежность благодаря следующему:

Данные от приложения разбиваются на блоки определенного размера, которые будут отправлены. Это полностью отличается от UDP, в котором каждая запись, которую осуществляет приложение, генерирует IP датаграмму этого размера. Блок информации, который передается от TCP в IP, называется сегментом (segment). (См. рисунок 1.7.) В разделе "Максимальный размер сегмента" главы 18 мы посмотрим, как TCP определяет нужный размер сегмента.
Когда TCP посылает сегмент, он устанавливает таймер, ожидая, что с удаленного конца придет подтверждение на этот сегмент. Если подтверждение не получено по истечении времени, сегмент передается повторно. В главе 21 мы рассмотрим стратегию TCP, которую он реализует для тайм-аутов и повторных передач.
Когда TCP принимает данные от удаленной стороны соединения, он отправляет подтверждение. Это подтверждение не отправляется немедленно, а обычно задерживается на доли секунды, что мы обсудим в разделе "Задержанные подтверждения" главы 19.
TCP осуществляет расчет контрольной суммы для своего заголовка и данных. Это контрольная сумма, рассчитываемая на концах соединения, целью которой является выявить любое изменение данных в процессе передачи. Если сегмент прибывает с неверной контрольной суммой, TCP отбрасывает его и подтверждение не генерируется. (Ожидается, что отправитель отработает тайм-аут и осуществит повторную передачу.)
Так как TCP сегменты передаются в виде IP датаграмм, а IP датаграммы могут прибывать беспорядочно, также беспорядочно могут прибывать и TCP сегменты. После получения данных TCP может по необходимости изменить их последовательность, в результате приложение получает данные в правильном порядке.
Так как IP датаграмма может быть продублирована, принимающий TCP должен отбрасывать продублированные данные.
TCP осуществляет контроль потока данных. Каждая сторона TCP соединения имеет определенное пространство буфера. TCP на принимающей стороне позволяет удаленной стороне посылать данные только в том случае, если получатель может поместить их в буфер. Это предотвращает от переполнения буферов медленных хостов быстрыми хостами.

Между двумя приложениями по TCP соединению осуществляется обмен потоком 8-битовых байтов. Автоматически TCP не вставляет записи маркеров. Это называется сервисом потока байтов (byte stream service). Если приложение на одном конце записало сначала 10 байт, затем 20 байт и затем еще 50 байт, приложение на другом конце соединения не может сказать какого размера была каждая запись. На другом конце эти 80 байт могут быть считаны, например, за 4 раза по 20 байт за каждый раз. Один конец соединения помещает поток байт в TCP, и точно так же идентичный поток байт появляется на другом конце.

TCP не интерпретирует содержимое байтов. TCP понятия не имеет о том, происходит ли обмен двоичными данными, ASCII символами, EBCDIC символами или чем-либо еще. Эта интерпретация потока байтов осуществляется приложениями на каждой стороне соединения.

Это представление потока байтов протоколом TCP напоминает представление файла в операционной системе Unix. Ядро Unix не интерпретирует байты, которые приложение читает или записывает - это полностью зависит от приложений. Ядро Unix не видит разницы между бинарными файлами и файлами, содержащими строки текста.

Содержание раздела