3. Протокол tcp. Назначение и функции протокола tcp

TCP - протокол управления передачей (Transmission Control Protocol) Протокол TCP отвечает за надежную передачу данных от одного узла сети к другому. Он создает сеанс с установлением соединения, иначе говоря виртуальный канал между машинами. Установление соединения происходит в три шага:

1. Клиент, запрашивающий соединение, отправляет серверу пакет, указывающий номер порта, который клиент желает использовать, а также код (определенное число) ISN (Initial Sequence number).

2. Сервер отвечает пакетом, содержащий ISN сервера, а также ISN клиента, увеличенный на 1.

3. Клиент должен подтвердить установление соединения, вернув ISN сервера, увеличенный на 1.

Трехступенчатое открытие соединения устанавливает номер порта, а также ISN клиента и сервера. Каждый, отправляемый TCP – пакет содержит номера TCP – портов отправителя и получателя, номер фрагмента для сообщений, разбитых на меньшие части, а также контрольную сумму, позволяющую убедиться, что при передачи не произошло ошибок.

(Википедия) Transmission Control Protocol (TCP) (протокол управления передачей) — один из основных сетевых протоколов Интернета, предназначенный для управления передачей данных в сетях и подсетях TCP/IP.

Выполняет функции протокола транспортного уровня модели OSI.

TCP — это транспортный механизм, предоставляющий поток данных, с предварительной установкой соединения, за счёт этого дающий уверенность в достоверности получаемых данных, осуществляет повторный запрос данных в случае потери данных и устраняет дублирование при получении двух копий одного пакета. В отличие от UDP гарантирует, что приложение получит данные точно в такой же последовательности, в какой они были отправлены, и без потерь.

Реализация TCP, как правило, встроена в ядро системы, хотя есть и реализации TCP в контексте приложения.

Когда осуществляется передача от компьютера к компьютеру через Интернет, TCP работает на верхнем уровне между двумя конечными системами, например, веб-обозреватель и веб-сервер. Также TCP осуществляет надежную передачу потока байтов от одной программы на некотором компьютере к другой программе на другом компьютере. Программы для электронной почты и обмена файлами используют TCP. TCP контролирует длину сообщения, скорость обмена сообщениями, сетевой трафик.

3. Формат пакета протокола ip

Имеется прямая связь между количеством полей заголовка пакета и функциональной сложностью протокола, который работает с этим заголовком. Большая часть действия протокола связана с обработкой той служебной информацией, которая переносится в поля заголовка пакета. IP-пакет состоит из заголовка и поля данных. В-байт b-бит

16b Идентификатор фрагмент				3b флаги DF MF	13b Смещение фрагмента
4b № версии	4b Длина заголовка		8b тип сервера PR D T R	16b Общая длина
8b время жизни		8b протокол верхнего уровня		16b контрольная сумма
32b IP-адрес источника
32b IP-адрес назначения
Параметры и выравнивание

Поле № версии идентифицирует номер версии протокола IP (4или 6) Значение длины заголовка IP-пакета занимает 4b, измеряется в 32b словах (блок данных под 32b). Обычно заголовок имеет длину в 20В (5x32b слов). Но при добавлении некоторой служебной информации это значение может быть увеличено за счет дополнительных байтов в поле параметров. Наибольшая длина заголовка 60В. Поле тип сервера (Type of Server, ToS) также может называться как байт дифференцированного обслуживания (DS, OS). Разным названиям (ToS и DS) соответствуют 2 варианта интерпретации этого поля. В обоих случаях данное поле служит для хранения признаков, которые отражают требования к качеству обслуживания пакета. В прежнем варианте (ToS) первых 3b содержат значения приоритета пакета: от самого низкого (0) до самого высокого (7). Маршрутизаторы компьютера могут принимать во внимание приоритет пакета и обрабатывать более важные пакеты в первую очередь. Следующие 3b поля ToS определяют критерии выбора маршрута. D-Delay-выбор маршрута с min задержками. T-Throughput-выбор маршрута с max пропускной скоростью. R-Reliability- выбор маршрута для max-ции надежности доставки. Оставшийся 2b имеют нулевое значение. Стандарты дифференциального обслуживания, принятые в к.90-х гг. дали новое название этому полю и переопределили название его битов, что привело к созданию стандартов QoS в IP-сетях (Quality of Server). Поле общей длины занимает 2В и харак-ет общую длину пакета с учетом заголовка и поля данных. Max длина пакета ограничена разрядностью поля, определяющего эту величину, и составляет 2¹⁶В (65кВ). Однако в большинстве случаев пакеты такого типа не используются. При передаче по сетям различного типа, длина пакета выбирается с учетом max длины пакета протокола нижнего уровня, несущего IP-пакета. В случае кадров Ethernet пакеты имеют длину 1500В. В стандартных TCP/IP предусматривается, что все хосты должны быть готовы принять пакеты вплоть до 576В (независимо от того, приходят они целиком или фрагментно). Поле идентификатор пакета занимает 2В и используется для распознавания пакетов, образовавшихся путем деления на части (фрагментации) исходного пакета. Все части (фрагменты) одного пакета должна иметь одинаковое значение этого поля. Флаги занимают 3В и отвечают за признаки связывания с фрагментацией. Установленный на 1 флаг DF (Do not fragment) говорит о том, что маршрутизатору запрещается фрагментировать данный пакет . Установленный на 1 More fragments(MF), говорит о том, что данный пакет не явл-ся ни конечным, ни начал-м, а явл-ся промежуточным. Последний бит зарезервирован. Поле смещения фрагмента занимает 13b и задает смещение в байтах поля данных этого фрагмента относительно начала поля данных исходного нефрагментированного пакета. Поле используется при сборке/разборке фрагментов пакетов (смещение должно быть 8В). Поле протокола верхнего уровня занимает 1В и содержит идентификатор, указывающий какому протоколу верхнего уровня принадлежит пакет (инф-ция, размещ-я в поле данных пакета). Значение идент-ов для разных протоколов содержится в RFC 1700. Пр: 6 говорит о том, что инф-ция адресована протоколу TCP; 17-UDP; 1- ICMP. Контрольная сумма заголовка занимает 2В и рассчитывается только по заголовку. Т.к. некоторые поля заготовка меняют значение в процессе передачи пакета по сети (пр: поле времени жизни, TTL). Контрольная сумма проверяется и повторно рассчитывается на каждом маршрутизаторе. Поле параметров явл-ся не обязательным и обычно испол-ся только для отладки сети. Это поле состоит из нескольких подполей одного из 8 предопределенных типов. В этих подполях можно указывать точный маршрут, регистрировать прохождение пакетом маршрутизатора, помещать данные системы безопасности или времени отметки. Т.к. число подполей в поле параметров может быть произвольным, то в конце заголовка должно быть добавлено несколько нулевых байтов для выравнивания заголовка пакета по 32b границе.