Netzwerkkommunikationsprotokoll-TCP-Protokoll ausführlich erklärt!

TCP (Transmission Control Protocol) ist ein zuverlässiges Transportschichtprotokoll, das die ordnungsgemäße Übertragung und den vollständigen Empfang von Daten gewährleistet. TCP bietet eine verbindungsorientierte Kommunikationsmethode, bei der eine Verbindung mithilfe eines Drei-Wege-Handshakes hergestellt wird, und verwaltet die Datenübertragung durch Flusskontrolle und Überlastungskontrolle. Das TCP-Protokoll unterstützt außerdem die bidirektionale Kommunikation und Datenüberprüfung, um sicherzustellen, dass Daten während der Übertragung nicht verloren gehen oder beschädigt werden. Das TCP-Protokoll spielt eine wichtige Rolle in der Internetkommunikation und bildet die Grundlage für eine zuverlässige Kommunikation zwischen Anwendungen.

1. Funktionen von TCP:

   • Zuverlässigkeit: TCP verwendet Bestätigungs- und Neuübertragungsmechanismen, um eine zuverlässige Datenübertragung sicherzustellen. Der Empfänger sendet eine Bestätigungsnachricht an den Absender, um ihn darüber zu informieren, dass die Daten empfangen wurden. Wenn der Absender die Bestätigung nicht erhält, werden die Daten erneut übertragen.
   • Ordnung: TCP behält die Reihenfolge bei, in der Daten gesendet werden, und der Empfänger ordnet sie in der vom Absender gesendeten Reihenfolge neu, um die Ordnung der Daten sicherzustellen.
   • Flusskontrolle: TCP verwendet einen Schiebefenstermechanismus zur Flusskontrolle. Es steuert die Rate, mit der der Absender Daten sendet, indem es die Fenstergröße anpasst, um sicherzustellen, dass der Empfänger die empfangenen Daten verarbeiten kann.
   • Überlastungskontrolle: TCP verwendet den Überlastungsfenstermechanismus, um die Senderate von Daten zu steuern. Wenn das Netzwerk überlastet ist, verringert TCP die Größe des Sendefensters, um die Netzwerklast zu reduzieren.
   • Verbindungsorientiert: TCP muss vor der Kommunikation eine Verbindung herstellen und die Verbindung trennen, nachdem die Datenübertragung abgeschlossen ist. Der Aufbau und Abbau einer Verbindung erfordert einen Drei-Wege-Handshake und vier Wellen.
2. TCP-Nachrichtenformat:
   
   TCP-Nachrichten bestehen aus Header- und Datenteilen. Der Header enthält mehrere Felder, die zur Steuerung und Verwaltung verschiedener Aspekte der Datenübertragung verwendet werden, wie z. B. Quellport, Zielport, Sequenznummer, Bestätigungsnummer, Fenstergröße usw.

3. TCP-Verbindungsaufbau- und -trennungsprozess:

   • Verbindungsaufbau: Der Aufbau einer TCP-Verbindung erfordert einen Drei-Wege-Handshake, d. h. der Absender sendet eine SYN-Nachricht (Synchronisation), der Empfänger gibt eine SYN+ACK-Nachricht zurück und schließlich gibt der Absender eine ACK-Nachricht zurück. Dieser Prozess wird verwendet, um sicherzustellen, dass beide Parteien ordnungsgemäß kommunizieren können.
   • Verbindungstrennung: Die Trennung der TCP-Verbindung erfordert vier Wellen, d. h. der Absender sendet eine FIN-Nachricht, der Empfänger sendet eine ACK-Nachricht zurück, dann sendet der Empfänger eine FIN-Nachricht und schließlich sendet der Absender eine ACK-Nachricht zurück. Dieser Vorgang dient dazu, die Verbindung schrittweise zu schließen.

4. TCP-Anwendung:

   • Die HTTP-Kommunikation zwischen Webbrowser und Server basiert auf dem TCP-Protokoll.
   • Die E-Mail-Übertragung erfolgt über das TCP-Protokoll.
   • File Transfer Protocol (FTP) verwendet ebenfalls das TCP-Protokoll.
   • Remote Login Protocol (SSH) verwendet das TCP-Protokoll.

TCP ist ein zuverlässiges, verbindungsorientiertes Transportschichtprotokoll, das die Zuverlässigkeit der Datenübertragung im Netzwerk gewährleistet. Es bietet geordnete Übertragung, Flusskontrolle, Überlastungskontrolle und andere Funktionen, um die Datenintegrität und -zuverlässigkeit sicherzustellen.

Zuverlässigkeit. TCP ist in vielen Anwendungen weit verbreitet und bildet die Grundlage für eine zuverlässige Kommunikation.

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