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TCP 协议扩展

1. 面向连接

TCP 传输数据前需建立点到点的逻辑连接

2. TCP 报文结构

• 包含源端口号（16 位）、目标端口号（16 位）、序列号（32 位）参数。
• 区分不同 TCP 连接靠 “四元组”：源 IP 地址、源端口、目标 IP 地址、目标端口，可唯一标识一条 TCP 连接。

3. TCP 异常连接

• 主机向发送源发送 RST 标记位置 1 的 TCP 报文段可中断连接，发送到无效 TCP 连接时常用此方式终止。

4. TCP 可靠传输机制

• 连接确认机制：让对方回复确认报文段，其 TCP 头部的 ACK 标记位置 1，同时激活确认序列号。
• 重传机制
  • RTT（Round-Trip Time）：发出数据到收到确认报文的往返时间。
  • RTO（Retransmission Timeout）：超时重传时间，是动态变化的值。
  • 超时间隔加倍：缓解网络拥塞时的重传压力。
  • 快速重传机制：发送方可在超时前通过接收方反馈意识到数据包丢失并重传，接收方收到失序报文会发送冗余 ACK。
• 流控
  • 滑动窗口：接收方通过窗口字段通知发送方窗口大小，控制数据发送。
  • 小窗口处理：接收方缓冲区满时设窗口为 0，发送方满足特定条件才发送数据。
• 校验和：确保数据完整性。

5. TCP 拥塞控制

• 目的：根据网络拥堵情况调整发送量，缓解拥堵。
• 拥塞判断：将丢包视为拥塞表现，丢包形式包括数据包确认超时和收到 3 个冗余 ACK。
• 拥塞控制方法
  • 拥塞窗口：发送方维护，动态调整，受其和接收窗口共同影响，取最小值。
  • 控制过程：包括慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复等阶段，各阶段拥塞窗口有不同变化规则。

  • 二、网络类型及数据链路层协议

    1. 网络类型分类

  • 多点接入网络（MA）
    • BMA：广播型，支持广播，如以太网，设备间可互访。
    • NBMA：非广播型，不支持广播，如帧中继网络，spoke 间不能互访，与 hub 可互访。
  • P2MP（点到多点网络）：由其他网络类型手动更改，需手动指定邻居，模拟组播发送协议报文。
  • 点到点网络（P2P）：网络中只有两台设备，用串线连接串线接口，传输标准有 E1（2.048Mbps，欧洲）和 T1（1.544Mbps，北美）。

  • 2. 数据链路层协议

  • MA 网络：以太网协议，是传输标准 EthernetII 类型帧的协议，支持多路访问和广播，用 MAC 地址标识设备，可通过多种以太网线连接设备以太网接口，利用频分技术提高传输速率。
  • P2P 网络
    • HDLC 协议：高级数据链路控制协议，私有协议，厂商间不兼容，分标准和非标准，有透明传输、效率高、可靠性高等特点，但不支持验证和 IP 地址协商。
    • PPP 协议：点到点协议，公有协议，厂商兼容，支持同步和异步线路，有诸多特点，其数据帧有特定结构，由 LCP、NCP 及可选验证协议族组成，工作过程包括链路建立、可选认证、网络层协议协商等阶段，验证方式有 PAP 和 CHAP，还可通过 MP-GROUP 配置实现多链路捆绑。