鄭可勤

摘 要：作為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中較為重要的一種運輸層協(xié)議，TCP連接著應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)層，發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用。在TCP/IP協(xié)議中，我們重點關(guān)注TCP。本文主要立足于TCP協(xié)議的特點，詳細(xì)介紹了TCP協(xié)議的主要特性。

關(guān)鍵詞：TCP；連接；仿真；網(wǎng)絡(luò)

一、TCP協(xié)議的概述

（一） TCP協(xié)議的特點

首先，TCP提供的連接服務(wù)穩(wěn)定性有保證。相關(guān)的連接有著和打電弧相似的建立過程。先撥電話號碼，當(dāng)對方接通回復(fù)“喂”的時候，再告知對方自己是誰，完成任務(wù)后釋放；其次，TCP提供連接必須是只針對兩個客戶端，也就是實現(xiàn)一對一的傳輸；最后，TCP提供全雙工通信。這個特點就是保證通信的兩端在使用TCP的時候可以隨時通信，這樣就可以及時傳輸數(shù)據(jù)。

（二） TCP端口號和套接字地址

TCP端口號：端口號只能對計算機(jī)中的進(jìn)程進(jìn)行標(biāo)記，一般使用兩個字節(jié)來完成標(biāo)記工作，這也就是端口號的本地意義。當(dāng)端口號并不是我們熟悉的狀況時，要使用數(shù)值為1024～49151的等記端口號，使用的過程中要在UANA上登記，避免中間重復(fù)使用。無連接的UDP和TCP也有著自己的端口號，但是兩個端口號彼此之間是相互獨立的，各自有著不同的用途。套接字地址：CP中的套接字，一般在表達(dá)的過程中會用同一個名詞表達(dá)不一樣的含義。也就是說，當(dāng)套接字被一個程序使用，那么socket函數(shù)中使用的函數(shù)以及調(diào)用它的端口都會叫做scocket。當(dāng)緊急URG給系統(tǒng)發(fā)出有關(guān)緊急數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄖ獣r，相關(guān)的緊急數(shù)據(jù)應(yīng)該作為優(yōu)先級任務(wù)，盡快被傳送。

二、 TCP的連接與釋放

（一）建立連接

全雙工是TCP傳輸數(shù)據(jù)的主要方式，在整個過程中有三次握手的方式來完成對該項目的建立，并且TCP的連接和釋放都是使用客戶—服務(wù)器方式，連接的建立也是從服務(wù)器開始。首先將SYN設(shè)置為1，然后將數(shù)據(jù)包頭部的那個確認(rèn)字段設(shè)置為x+1，接下來將最開始的序列號放在數(shù)據(jù)包頭部的數(shù)列中。當(dāng)這個鏈接的數(shù)據(jù)段被接受之后，那么相應(yīng)的數(shù)據(jù)段就會被送到緩沖區(qū)，同時，服務(wù)器也能夠及時收到客戶端從另外一邊發(fā)來的數(shù)據(jù)段，最后完成相關(guān)輸出的確認(rèn)。

（二） TCP的連接釋放

TCP傳輸數(shù)據(jù)的主要方式是全雙工，因此，數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，所有的連接都會被釋放，并且每個連接的釋放都是單個放行的。首先，當(dāng)被A發(fā)送的數(shù)據(jù)能夠到達(dá)B，為了杜絕失效的報文段在文本中存在，最后一個一個ACK被發(fā)送完后，相關(guān)的環(huán)節(jié)就會處理。這種辦法就能夠及時高效地處理掉連接過程中請求報文段的問題。

（三） TCP的連接復(fù)位

一般情況下，有三種情況需要復(fù)位。首先，當(dāng)TCP連接的端口并不存在時，另一端TCP就能發(fā)送一個報文段，這時需要關(guān)閉相關(guān)的連接；其次，如果一端的TCP出現(xiàn)一些異常情況，那么就可以通過發(fā)送復(fù)位來終止連接；最后一種情況是，當(dāng)一端的TCP長時間沒有使用，那么就可以發(fā)送復(fù)位信息報，將其關(guān)閉。

（四） TCP擁塞控制

TCP的擁塞控制是TCP工作中存在的一種現(xiàn)實問題，會對整個工作造成一定程度的影響，因此，必須針對這種情況進(jìn)行改進(jìn)。首先，慢啟動和擁塞避免。TCP用來發(fā)送數(shù)據(jù)是慢啟動和擁塞避免算法展開的依據(jù)，這種算法的實現(xiàn)必須通過在TCP中增加兩個變量；其次，快恢復(fù)和快重傳。這種主要是針對發(fā)送端展開的，多種網(wǎng)絡(luò)會導(dǎo)致端口查收到重復(fù)ACK，因此，應(yīng)該找到事故原因，及時處理。

三、TCP的仿真實驗

（一）仿真實驗的設(shè)置

我們都知道TCP是有鏈接的可靠的傳輸層協(xié)議，所以在傳輸運用過程中也會出現(xiàn)錯誤。下面我們通過以下仿真實驗，來了解TCP在傳輸FTP文件時一數(shù)據(jù)報丟失的情況，來詳細(xì)分析下這一解決過程。

我們用OPNET來做TCP的仿真實驗，這只是在一個比較簡單的環(huán)境下在做關(guān)于TCP的仿真實驗，測試出數(shù)據(jù)圖通過分析和比較來觀察TCP處理數(shù)據(jù)丟失包的具體工作原理和過程。選擇“結(jié)果- - > >安排Pannels顯示所有“查看保存結(jié)果。

頂部多媒體的快速decovery conquestion窗口由于“TCP雷諾”，在重新傳輸。這個conquestion窗口只是減少了一半，而不是1MSS，從而快速恢復(fù)。graphe的底部顯示了發(fā)送之間的關(guān)系序列號碼和收到seqment ack服務(wù)器上的數(shù)量。服務(wù)器故意把一個數(shù)據(jù)包給丟失，這時客戶服務(wù)器就會發(fā)出三個ACK，會被重新發(fā)送。

這時把FTP的Command Mix的值設(shè)置為100%，把Inter-Requests設(shè)置為constant 3600，把File Size 設(shè)置為FTP，把Server，type of serveice值設(shè)置為best effort，把RSVP parameters值設(shè)置為 None；用NotUsed來設(shè)置Back-End Custom Application值。

（二）仿真實驗的過程

針對TCP數(shù)據(jù)傳輸開始時，擁塞窗口設(shè)置為最大的MSS值，慢啟動算法開始，cwnd被設(shè)置為200，那么400，800，1600.......以103S，擁塞窗口達(dá)到6500的最大閾值，為了不讓擁塞窗口將不會太增加網(wǎng)絡(luò)阻塞引起的，然后執(zhí)行擁塞避免算法，每一個RTT，擁塞窗口將增加一個單位，然后在107s當(dāng)FTP數(shù)據(jù)包丟失，然后進(jìn)行處理，擁塞窗口的值下降，TCP協(xié)議在慢啟動和擁塞避免算法的實現(xiàn)，窗口的大小增長將呈現(xiàn)線性增長。設(shè)置最大窗口閾值，根據(jù)3響應(yīng)消息重復(fù)判斷丟包，重傳丟失的數(shù)據(jù)包和直接的閾值，為當(dāng)前擁塞窗口6500的一半，這是快速重傳（Tahoe），然后轉(zhuǎn)移到慢啟動。然后再轉(zhuǎn)入慢開始。

在窗口大小到達(dá)大約80000后，應(yīng)該是收到3個連續(xù)ACK，若根據(jù)3個重復(fù)的應(yīng)答報文就會知道有沒有丟包，而且丟失的分組會被重傳，此時的ssthresh的值就為擁塞窗口的一半，這樣就進(jìn)入了進(jìn)入擁塞避免階段。

（三）仿真實驗小結(jié)

用OPNET做TCP的仿真實驗，數(shù)據(jù)包丟失，TCP數(shù)據(jù)的變化都被形象的描繪出來了，很好的詮釋了這一失誤和改正過程。為TCP以后出錯改正做了很好的例子。

四、結(jié)語

綜上所述，網(wǎng)絡(luò)普及的這個時代，讓我們不斷地認(rèn)識到了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重要性，學(xué)生們也開始越來越重視對TCP的研究。在簡單的OSI體系中，TCP發(fā)揮著較為重要的作用，因此，我們必須深入研究其工作原理，便于在運輸層中順利地運用TCP協(xié)議。

參考文獻(xiàn)：

[1]余永勝.探究基于TCP 協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)計與開發(fā)[J].電子制作，2013，11.

[2]曹雪峰.基于虛擬實驗的TCP 原理實驗設(shè)計[J].實驗技術(shù)與管理，2013，07.

[3楊延雙，張建標(biāo)，王全民.TCP/IP協(xié)議分析及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007，2.