鄭可勤

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

關鍵詞：TCP；連接；仿真；網(wǎng)絡

一、TCP協(xié)議的概述

（一） TCP協(xié)議的特點

首先，TCP提供的連接服務穩(wěn)定性有保證。相關的連接有著和打電弧相似的建立過程。先撥電話號碼，當對方接通回復“喂”的時候，再告知對方自己是誰，完成任務后釋放；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中的進程進行標記，一般使用兩個字節(jié)來完成標記工作，這也就是端口號的本地意義。當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，一般在表達的過程中會用同一個名詞表達不一樣的含義。也就是說，當套接字被一個程序使用，那么socket函數(shù)中使用的函數(shù)以及調用它的端口都會叫做scocket。當緊急URG給系統(tǒng)發(fā)出有關緊急數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄖ獣r，相關的緊急數(shù)據(jù)應該作為優(yōu)先級任務，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—服務器方式，連接的建立也是從服務器開始。首先將SYN設置為1，然后將數(shù)據(jù)包頭部的那個確認字段設置為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。當這個鏈接的數(shù)據(jù)段被接受之后，那么相應的數(shù)據(jù)段就會被送到緩沖區(qū)，同時，服務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，最后完成相關輸出的確認。

（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，當被A發(fā)送的數(shù)據(jù)能夠到達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的連接復位

一般情況下，有三種情況需要復位。首先，當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，這時需要關閉相關的連接；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)送復位來終止連接；最后一種情況是，當一端的TCP長時間沒有使用，那么就可以發(fā)送復位信息報，將其關閉。

（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行改進。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，快恢復和快重傳。這種主要是針對發(fā)送端展開的，多種網(wǎng)絡會導致端口查收到重復ACK，因此，應該找到事故原因，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“結果- - > >安排Pannels顯示所有“查看保存結果。

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。graphe的底部顯示了發(fā)送之間的關系序列號碼和收到seqment ack服務器上的數(shù)量。服務器故意把一個數(shù)據(jù)包給丟失，這時客戶服務器就會發(fā)出三個ACK，會被重新發(fā)送。

這時把FTP的Command Mix的值設置為100%，把Inter-Requests設置為constant 3600，把File Size 設置為FTP，把Server，type of serveice值設置為best effort，把RSVP parameters值設置為 None；用NotUsed來設置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，擁塞窗口設置為最大的MSS值，慢啟動算法開始，cwnd被設置為200，那么400，800，1600.......以103S，擁塞窗口達到6500的最大閾值，為了不讓擁塞窗口將不會太增加網(wǎng)絡阻塞引起的，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FTP數(shù)據(jù)包丟失，然后進行處理，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。設置最大窗口閾值，根據(jù)3響應消息重復判斷丟包，重傳丟失的數(shù)據(jù)包和直接的閾值，為當前擁塞窗口6500的一半，這是快速重傳（Tahoe），然后轉移到慢啟動。然后再轉入慢開始。

在窗口大小到達大約80000后，應該是收到3個連續(xù)ACK，若根據(jù)3個重復的應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，這樣就進入了進入擁塞避免階段。

（三）仿真實驗小結

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、結語

綜上所述，網(wǎng)絡普及的這個時代，讓我們不斷地認識到了計算機網(wǎng)絡的重要性，學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：

[1]余永勝.探究基于TCP 協(xié)議的網(wǎng)絡應用設計與開發(fā)[J].電子制作，2013，11.

[2]曹雪峰.基于虛擬實驗的TCP 原理實驗設計[J].實驗技術與管理，2013，07.

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