Kaip veikia TCP handshake, teardown ir flow control?

Question

IT Interview Practice · Accepted Answer

TCP užmezga jungtį per **3-way handshake**, uždaro ją per **4-way teardown** ir saugiai palaiko duomenų tekėjimą su **flow control** bei **congestion control**. Handshake sinchronizuoja kiekvienos pusės pradinį sekos numerį (sequence number), kad abi galėtų sekti ir patvirtinti (ACK) kiekvieną baitą:

```text
   3-WAY HANDSHAKE (open)                4-WAY TEARDOWN (close)
 Client            Server              Client            Server
   │──── SYN ───────▶│                   │──── FIN ───────▶│
   │◀── SYN, ACK ────│                   │◀──── ACK ───────│
   │──── ACK ───────▶│                   │◀──── FIN ───────│
   │   connected     │                   │──── ACK ───────▶│
```

**Flow control** neleidžia greitam siuntėjui užtvindyti lėto gavėjo. Kiekviena pusė kiekviename ACK skelbia **receive window** — kiek baitų buferio vietos ji šiuo metu turi. Siuntėjas gali turėti kelyje daugiausiai vieną langą nepatvirtintų duomenų (**sliding window**); jei gavėjo langas susitraukia iki nulio, siuntėjas pristabdo. Tai *gavėjo valdomas* apribojimas.

**Congestion control** yra kitas dalykas: jis saugo *tinklą* (ne gavėją) nuo perkrovos. TCP palaiko **congestion window**, kuris auga sėkmės atveju ir traukiasi praradus paketą (praradimas laikomas perkrovos signalu). Algoritmai kaip slow start ir CUBIC palaipsniui didina, tada atsitraukia pasirodžius praradimui:

```text
cwnd
 │        /\        /\
 │       /  \      /  ...   loss → halve/back off, then probe up again
 │      /    \    /
 │  ___/      \__/
 └───────────────────────▶ time
```

Faktinis kiekis, kurį TCP siunčia, yra `min(receive window, congestion window)` — apribotas ir gavėjo, ir tinklo.

## Kodėl tai svarbu

Šis klausimas atskiria kandidatus, kurie įsiminė „SYN-SYN/ACK-ACK", nuo tų, kurie supranta, *kodėl* TCP yra patikimas. Handshake, sekos numeriai ir ACK yra mechanizmas už tvarkos ir retransmission; flow ir congestion control yra priežastis, kodėl viena jungtis negali paskandinti lėto kliento ar sugriauti bendros linijos. Tai tiesiogiai paaiškina realaus pasaulio elgesį — jungties užmezgimo delsą (vienas round trip prieš bet kokius duomenis), kodėl throughput palaipsniui kyla, o ne prasideda visu greičiu, ir kodėl praradimas tolimo nuotolio linijoje smukdo našumą — apie visa tai samprotaujate derindami ar ieškodami gedimų tinklo sistemose.

Kodėl tai svarbu

Susiję klausimai