بروتوكول التحكم في الإرسال
بروتوكول التحكم في الإرسال هو بروتوكول النقل الموجه بالاتصال للإنترنت، ويوفر تدفق بايت موثوقًا به، ومرتبًا، ومزدوج الاتجاه بين عمليتين، مع تحكم مدمج في التدفق والازدحام.
Definition
بروتوكول التحكم في الإرسال هو بروتوكول طبقة نقل موجه بالاتصال يوفر تسليمًا موثوقًا به، ومرتبًا، ومدققًا للأخطاء لتدفق البايت بين عمليات التطبيق، مع إعداد الاتصال وإنهائه، والتحكم في التدفق، والتحكم في الازدحام.
Scope
يغطي هذا الموضوع بروتوكول TCP على وجه التحديد: هيكل مقاطعه، والمصافحة ثلاثية الاتجاهات التي تنشئ اتصالاً والإجراءات التي تغلقه، وأرقام التسلسل والإقرار، والإقرارات التراكمية، وإعادة الإرسال مع تقدير مهلة التكيف وإعادة الإرسال السريع، والتحكم في التدفق عبر نافذة الاستقبال. يضع هذا الموضوع بروتوكول TCP كتجسيد ملموس لمبادئ نقل البيانات الموثوقة بالإضافة إلى إدارة الاتصال. يتم تلخيص سلوك التحكم في الازدحام هنا ولكن يتم تناوله بعمق في موضوع التحكم في الازدحام.
Core questions
- ما الذي تحققه المصافحة ثلاثية الاتجاهات، وكيف يتم إغلاق الاتصال؟
- كيف تتعقب أرقام تسلسل وإقرار TCP تدفق البايت؟
- كيف يقدر TCP المهلات ويستخدم إعادة الإرسال السريع للتعافي من الفقدان؟
- كيف تنفذ نافذة الاستقبال التحكم في التدفق؟
- كيف يجمع TCP بين الموثوقية والتحكم في التدفق والتحكم في الازدحام في بروتوكول واحد؟
Key concepts
- خدمة موجهة بالاتصال
- المصافحة ثلاثية الاتجاهات
- هيكل مقطع TCP
- أرقام التسلسل والإقرار
- الإقرار التراكمي
- تقدير مهلة إعادة الإرسال
- إعادة الإرسال السريع
- التحكم في التدفق ونافذة الاستقبال
- تجريد تدفق البايت
Key theories
- إدارة الاتصال
- ينشئ TCP اتصالاً بمصافحة ثلاثية الاتجاهات تقوم بمزامنة أرقام التسلسل الأولية وتنهيه بتبادل سلس، مما يوفر لكل طرف حالة متسقة لتدفق بايت موثوق به ومزدوج الاتجاه.
- تسليم تدفق بايت موثوق به
- يرقم TCP كل بايت، ويستخدم إقرارات تراكمية ومؤقتات إعادة إرسال تكيفية، ويطبق إعادة إرسال سريعة على الإقرارات المكررة (ACKs)، ويسلم تدفقًا موثوقًا به ومرتبًا بدلاً من الرسائل المنفصلة.
- التحكم في التدفق عبر نافذة الاستقبال
- يعلن المستقبِل عن مقدار مساحة المخزن المؤقت لديه، ويحد المرسل بياناته قيد الإرسال بتلك النافذة، مما يمنع المرسل السريع من تجاوز المستقبِل البطيء بشكل مستقل عن ازدحام الشبكة.
Clinical relevance
يحمل بروتوكول TCP الغالبية العظمى من حركة مرور الإنترنت الموثوقة، بما في ذلك الويب والبريد الإلكتروني ونقل الملفات، لذا فإن سلوكه يحدد بشكل مباشر كيفية أداء تلك التطبيقات. يضيف إعداد الاتصال الخاص به زمن انتقال تسعى البروتوكولات الأحدث إلى تقليله، ويشكل التحكم في التدفق والازدحام الخاص به معدل النقل، وفهم بروتوكول TCP ضروري لضبط الأداء، وسلوك جدار الحماية و NAT، وتشخيص الاتصالات المتوقفة أو البطيئة.
History
نشأ بروتوكول TCP في بروتوكول Cerf-Kahn لعام 1974 للشبكات البينية، في البداية كبروتوكول واحد تم تقسيمه لاحقًا إلى TCP و IP. تم توحيده في RFC 793 (1981) وتم تحسينه على مدى عقود — مهلات تكيفية، وإعادة إرسال واستعادة سريعة، وتوسيع النافذة، والإقرار الانتقائي — مع توحيد وتحديث المواصفات في RFC 9293 (2022).
Key figures
- Vinton Cerf
- Robert Kahn
- Van Jacobson
Related topics
Seminal works
- cerf1974
- rfc9293
- kurose2021
Frequently asked questions
- ما هي المصافحة ثلاثية الاتجاهات لبروتوكول TCP؟
- إنها التبادل الذي يفتح اتصال TCP: يرسل العميل SYN برقم تسلسله الأولي، ويرد الخادم بـ SYN-ACK يؤكد ذلك ويعطي رقمه الخاص، ويرسل العميل ACK نهائيًا. بعد ذلك يتفق الطرفان على أرقام التسلسل البدائية ويمكنهما تبادل البيانات بشكل موثوق.
- كيف يختلف TCP عن UDP؟
- TCP موجه بالاتصال ويوفر تدفق بايت موثوقًا به ومرتبًا مع التحكم في التدفق والازدحام، على حساب زمن انتقال الإعداد والنفقات العامة. UDP غير موجه بالاتصال ويقدم خدمة مخطط بيانات (datagram) بسيطة بأفضل جهد دون أي من تلك الضمانات، مما يجعله أخف وأقل زمن انتقال ولكنه يترك الموثوقية للتطبيق.