Справочник по сетевым протоколам
Выбор первоначального номера для очереди
Протокол не накладывает ограничения на многократное повторное использование конкретного соединения. Соединение задается подбором пары сегментов. Новые запросы на установление какого-либо соединения будут рассматриваться как повторные реализации этого соединения. Вследствие такого подхода возникает следующая проблема: "Как протокол TCP отличает дубликаты сегментов, оставшиеся от предыдущей реализации этого соединения?" Эта проблема становится явной, если соединение быстро открывается и закрывается несколько раз подряд, или же если соединение прерывает свою работу с потерей информации, хранившейся в оперативной памяти компьютера, и затем устанавливается повторно.
Чтобы избежать сбоя, мы должны избегать использования сегментов данной реализации соединения, когда в сети еще присутствуют те же самые номера очереди, оставшиеся от предыдущей реализации соединения. Мы желаем застраховаться от этого, даже если программа протокола TCP даст сбой и потеряет всю информацию об используемых ею номерах очередей. При создании новых соединений применяется генератор первоначальных номеров очереди (ISN), который выбирает новые 32 битные значения ISN. Генератор привязан к 32-битным часам (вероятно, фиктивным), чье значение меняется каждые 4 микросекунды. Таким образом, полный цикл часов ISN составляет примерно 4.55 часа. Поскольку мы полагаем, что сегменты будут существовать в сети не более максимального времени жизни сегмента (Maximum Segment Lifetime - MSL), и что MSL меньше, чем 4.55 часа, то мы можем с основанием полагать, что номера ISN будут уникальны.
Для каждого соединения существует номер в очереди отправления и номер в очереди получения. Первоначальный номер в очереди отправления (ISS) выбирается программой TCP, посылающей данные в этой очереди, а первоначальный номер в очереди получения (IRS) выясняется во время установления соединения.
Во время установления или инициализации какого-либо соединения обе программы протокола TCP должны синхронизировать друг с другом первоначальные номера очередей.
Это осуществляется посредством обмена сегментами, устанавливающими соединения, несущими контрольный бит, называемый "SYN" (for synchronize - для синхронизации), несущими исходные номера для очередей. Для краткости, сегменты, несущие бит SYN, также называются SYN сегментами. Следовательно, решение проблемы требует приемлемого механизма для подбора первоначального номера очереди и немногочисленных сигналов подтверждения при обмене номерами ISN.
Синхронизация требует, чтобы каждая сторона, участвующая в соединении, посылала свой собственный первоначальный номер очереди, а также получала подтверждение на это от напарника. Каждая сторона должна также получить первоначальный номер очереди от напарника и послать подтверждение.
| 1) A --> B сигнал SYN: мой номер очереди X |
| 2) A <-- B сигнал ACK: ваш номер очереди X |
| 3) A <-- B сигнал SYN: мой номер очереди Y |
| 4) A --> B сигнал ACK: ваш номер очереди Y |
Подтверждение трех путей необходимо, поскольку номера очереди не привязываются к неким глобальным часам данной компьютерной сети, и программы TCP могут иметь различные механизмы для подбора номеров ISN. Получатель первого сигнала SYN не может знать, задержался ли этот сигнал и уже устарел, или это не так, даже если получатель не помнит последний номер очереди, использованный этим соединением (что тоже не всегда возможно). Так что он должен попросить отправителя проверить этот сигнал SYN.
