网络层都分组了,tcp还有必要切分报文吗?直接交给网络层分组不就行了吗?
TCP不仅需要将应用层数据分段,还需要对这些数据进行传输控制和错误检测。TCP通过分割应用层报文,并将其封装到TCP报文段中,然后 TCP再将报文段分成多个 IP 分组。这样做的原因有以下几点:
TCP 为应用层提供了可靠的数据传输服务,而实现该服务的基础就是数据的分段和重组。如果不对数据进行分段,则很难保证数据的可靠性和及时性。
TCP 的头部包含了各种控制信息,例如序列号、确认号、窗口大小等,这些信息对 TCP 来说非常重要,需要与每个 TCP 报文段一起发送,以便接收方能正确地重新组装数据。
TCP 的分段机制可以根据不同的网络情况进行调整,以便在保证数据可靠性的同时,最大限度地利用网络带宽和资源。
总之,TCP将应用层数据分割成报文段,是为了在实现可靠数据传输的基础上提高网络传输的效率,而且对于应用层来说,也更容易管理和处理分块的数据。因此,TCP切分应用层报文是必要的。
虽然网络层已经将数据分组进行传输,但TCP协议仍需要切分应用层的报文,以便进行更细粒度的控制和处理。这样可以提高数据传输的效率和可靠性,同时也可以避免数据的丢失和重复传输等问题。通俗的说,tcp成了预留灰色地带。他不用完全依赖网络层,毕竟网络层是最不可靠的。所以TCP协议要干这些事情。还有TCP协议切分应用层的报文的主要目的是为了提高数据传输的效率和可靠性。TCP协议在传输数据时,会根据网络状况和拥塞程度等因素进行拥塞控制和流量控制,以保证数据的稳定传输。此外,TCP协议还会对数据进行分段、序列号和确认号等处理,以保证数据的可靠传输和重组
。这块有个文章讲的不错可以看一下https://juejin.cn/post/6961578444774146078
TCP协议在传输数据的过程中,network层会将数据进行分组,但是每个分组的大小是有限制的,可能无法容纳整个应用层报文,因此需要将应用层报文进行分段。同时,对于大规模的数据传输,也需要进行拥塞控制,避免网络拥塞。在拥塞控制中,TCP会通过监控网络的拥塞状态,调整自身的发送速率,具体的方法可以参考TCP拥塞控制算法,如慢启动、拥塞避免、快重传、快恢复等。
具体实现拥塞控制的代码如下:
import time
class TCPSocket:
# 初始化函数包括设定发送窗口大小等
def __init__(self, remote_addr, remote_port):
self.remote_addr = remote_addr
self.remote_port = remote_port
self.seq_num = 0
self.window_size = 1024
self.send_buffer = []
self.receive_buffer = []
self.send_base = 0
self.next_seq_num = 0
self.last_ack_received = None
# 拥塞控制参数设置
self.ssthresh = 65536
self.cwnd = 1024
self.duplicate_ack_count = 0
self.congestion_avoidance = True
# 发送数据函数
def send(self, payload):
# 将payload进行分段
segments = self.segmentation(payload)
# 依次发送分段数据
for i in range(len(segments)):
self.send_buffer.append((segments[i], self.seq_num+i*self.window_size))
# 开启一个线程不断检查是否有数据需要发送
threading.Thread(target=self.send_loop).start()
# 分段函数
def segmentation(self, payload):
segments = []
if len(payload) <= self.window_size:
segments.append(payload)
else:
for i in range(0, len(payload), self.window_size):
segments.append(payload[i:i+self.window_size])
return segments
# 发送循环检测函数
def send_loop(self):
while True:
# 判断是否需要发送新数据
if self.next_seq_num < self.send_base + self.cwnd and self.next_seq_num <= len(self.send_buffer):
# 发送数据包
segment, seq_num = self.send_buffer[self.next_seq_num]
self.send_segment(segment, seq_num)
self.next_seq_num += 1
time.sleep(0.001)
# 发送数据包函数
def send_segment(self, segment, seq_num):
# 发送数据包
pass
# 接收数据函数
def receive(self):
# 接收数据
pass
# 拥塞控制函数
def congestion_control(self, ack_num):
# 判断是否收到重复ACK
if self.last_ack_received == ack_num:
self.duplicate_ack_count += 1
# 如果连续收到3个重复ACK,则执行快重传和快恢复操作
if self.duplicate_ack_count == 3:
self.cwnd = self.ssthresh
self.congestion_avoidance = False
self.resend_last_packet()
else:
self.last_ack_received = ack_num
self.duplicate_ack_count = 1
# 判断是否处于拥塞避免状态
if self.congestion_avoidance:
if self.cwnd < self.ssthresh:
# 处于慢启动状态
self.cwnd += self.window_size
else:
# 处于拥塞避免状态
self.cwnd += self.window_size * (self.window_size / self.cwnd)
else:
# 处于快恢复状态
self.cwnd += self.window_size
self.congestion_avoidance = True
在该代码中,发送数据时先将数据进行分段,然后判断是否可以发送新数据,若可以则开启一个线程不断发送数据。而在接收数据函数中,通过拥塞控制函数实现TCP的拥塞控制。
总的来说,TCP协议在传输数据过程中需要将应用层的报文进行切分,同时在大规模数据传输中需要进行拥塞控制,避免网络拥塞。具体的拥塞控制算法也需要考虑到网络状况和数据传输情况。