Kako delujejo TCP handshake, teardown in flow control?

Question

IT Interview Practice · Accepted Answer

TCP vzpostavi povezavo s **3-way handshake**, jo zapre s **4-way teardown** in ohranja varno pretakanje podatkov s **flow control** in **congestion control**. Handshake sinhronizira začetno zaporedno številko (sequence number) vsake strani, da lahko obe sledita in potrjujeta (ACK) vsak bajt:

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

**Flow control** prepreči, da bi hiter pošiljatelj preplavil počasnega prejemnika. Vsaka stran v vsakem ACK oglašuje **receive window** — koliko bajtov ima trenutno prostora v medpomnilniku. Pošiljatelj ima lahko na poti največ eno okno nepotrjenih podatkov (**sliding window**); če se prejemnikovo okno skrči na nič, se pošiljatelj ustavi. To je omejitev, ki jo *usmerja prejemnik*.

**Congestion control** je drugačen: ščiti *omrežje* (ne prejemnika) pred preobremenitvijo. TCP vzdržuje **congestion window**, ki raste ob uspehu in se krči ob izgubi paketov (izguba se bere kot znak zamašitve). Algoritmi, kot sta slow start in CUBIC, postopoma povečujejo, nato pa se umaknejo, ko se pojavi izguba:

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

Dejanska količina, ki jo TCP pošlje, je `min(receive window, congestion window)` — omejena tako s prejemnikom kot z omrežjem.

## Zakaj je to pomembno

To vprašanje loči kandidate, ki so si zapomnili »SYN-SYN/ACK-ACK«, od tistih, ki razumejo, *zakaj* je TCP zanesljiv. Handshake, zaporedne številke in ACK-i so mehanizem za vrstni red in retransmisijo; flow in congestion control sta razlog, zakaj ena povezava ne more utopiti počasnega odjemalca ali sesuti deljene povezave. To neposredno pojasni vedenje v resničnem svetu — zakasnitev vzpostavitve povezave (ena krožna pot pred kakršnimi koli podatki), zakaj se prepustnost (throughput) postopoma povečuje, namesto da bi se začela pri polni hitrosti, in zakaj izguba na povezavi na dolge razdalje sesuje zmogljivost — o vsem tem sklepate pri uravnavanju ali odpravljanju napak omrežnih sistemov.

Zakaj je to pomembno

Povezana vprašanja