Как происходит установление виртуального соединения
Протокол TCP является надежным дуплексным протоколом. С точки зрения пользователя работа через протокол TCP выглядит как обмен информацией через поток данных. Внутри сетевых частей операционных систем поток данных отправителя нарезается на пакеты данных, которые, собственно, путешествуют по сети и на машине-получателе вновь собираются в выходной поток данных. В лекции 4 речь шла о том, каким образом может обеспечиваться надежность передачи информации в средствах связи, использующих в своей основе передачу пакетов данных. В протоколе TCP используются приемы нумерации передаваемых пакетов и контроля порядка их получения, подтверждения о приеме пакета со стороны получателя и насчет контрольных сумм по передаваемой информации. Для правильного порядка получения пакетов получатель должен знать начальный номер первого пакета отправителя. Поскольку связь является дуплексной, и в роли отправителя пакетов данных могут выступать обе взаимодействующие стороны, они до передачи пакетов данных должны обменяться, по крайней мере, информацией об их начальных номерах. Согласование начальных номеров происходит по инициативе клиента при выполнении системного вызова connect().
Для такого согласования клиент посылает серверу специальный пакет информации, который принято называть SYN (от слова synchronize – синхронизировать). Он содержит, как минимум, начальный номер для пакетов данных, который будет использовать клиент. Сервер должен подтвердить получение пакета SYN от клиента и отправить ему свой пакет SYN с начальным номером для пакетов данных, в виде единого пакета с сегментами SYN и ACK (от слова acknowledgement – подтверждение). В ответ клиент пакетом данных ACK должен подтвердить прием пакета данных от сервера.
Описанная выше процедура, получившая название трехэтапного рукопожатия (three-way handshake), схематично изображена на рисунке 15–16.8. При приеме на машине-сервере пакета SYN, направленного на пассивный (слушающий) сокет, сетевая часть операционной системе создает копию этого сокета – присоединенный сокет – для последующего общения, отмечая его как сокет с не полностью установленным соединением. После приема от клиента пакета ACK этот сокет переводится в состояние полностью установленного соединения, и тогда он готов к дальнейшей работе с использованием вызовов read() и write().
