TCP (Transmission Control Protocol) funziona stabilendo un canale di comunicazione affidabile e ordinato tra due dispositivi su una rete. Funziona al livello di trasporto della suite di protocolli TCP/IP e garantisce che i dati trasmessi tra mittente e destinatario arrivino intatti e nella sequenza corretta. TCP raggiunge questa affidabilità attraverso meccanismi quali numeri di sequenza, riconoscimenti, checksum e controllo di flusso. Quando un mittente trasmette dati, TCP li suddivide in segmenti, aggiunge intestazioni contenenti informazioni di controllo e le invia al destinatario. Il ricevitore conferma la ricezione di ciascun segmento e richiede la ritrasmissione di eventuali segmenti persi o danneggiati, garantendo una consegna dei dati priva di errori.
TCP funziona passo dopo passo in diverse fasi:
- Stabilimento della connessione: il processo inizia con un handshake TCP, in cui il client e il server si scambiano pacchetti di sincronizzazione (SYN) per negoziare i parametri e concordare i numeri di sequenza iniziali. I passaggi includono l’invio di un pacchetto SYN, la ricezione di un pacchetto SYN-ACK in risposta e l’invio di un pacchetto ACK per confermare la connessione.
- Trasferimento dati: una volta stabilita la connessione, la trasmissione dei dati avviene in segmenti. Il mittente suddivide i dati in blocchi gestibili, aggiunge intestazioni TCP con numeri di sequenza e li invia attraverso la rete. Il ricevitore riconosce ogni segmento, consentendo al mittente di ritrasmettere eventuali segmenti persi.
- Controllo del flusso: TCP implementa il controllo del flusso per gestire le velocità di trasmissione dei dati in base alla capacità del ricevitore. Il ricevitore pubblicizza una dimensione della finestra che indica quanti dati può accettare, prevenendo il sovraccarico e garantendo un trasferimento dati efficiente.
- Gestione degli errori: TCP rileva gli errori utilizzando i checksum nelle intestazioni dei segmenti. Se vengono rilevati errori, il ricevitore scarta il segmento e richiede la ritrasmissione utilizzando la ripetizione selettiva o meccanismi simili.
- Terminazione della connessione: una volta completato lo scambio di dati, TCP avvia un processo di terminazione della connessione. Ciò comporta lo scambio di pacchetti FIN (finish) per chiudere con garbo la connessione, liberando risorse e garantendo che entrambe le parti riconoscano la chiusura.
Una sessione TCP si riferisce all’intero ciclo di vita di una connessione TCP tra due host. Inizia con l’handshake TCP per stabilire una connessione, include lo scambio di dati tramite segmenti, gestisce il controllo del flusso e la gestione degli errori e si conclude con la terminazione della connessione. Durante tutta la sessione, TCP gestisce le informazioni sullo stato, i numeri di sequenza, i riconoscimenti e altri parametri per garantire un trasferimento dati affidabile e ordinato tra mittente e destinatario.
TCP segue un approccio a più livelli nel modello TCP/IP, dove opera a livello di trasporto. Questo modello separa la comunicazione di rete in livelli, con TCP che gestisce l’affidabilità della comunicazione end-to-end e il controllo del flusso. Al di sotto del livello di trasporto, IP (protocollo Internet) gestisce l’indirizzamento e il routing, mentre al di sopra di esso, i protocolli del livello di applicazione come HTTP, FTP e SMTP utilizzano i servizi TCP per uno scambio dati affidabile.
Il trasferimento dei dati TCP inizia con il mittente che suddivide i dati in segmenti e aggiunge intestazioni TCP con numeri di sequenza. Questi segmenti vengono trasmessi sulla rete al ricevitore, che conferma la ricezione di ciascun segmento. Se i segmenti vengono persi o danneggiati, il mittente li ritrasmette in base ai riconoscimenti del destinatario e ai meccanismi di ripetizione selettivi. TCP garantisce la consegna ordinata numerando i segmenti e riassemblandoli nell’ordine corretto presso il destinatario. Questo affidabile meccanismo di trasferimento dei dati consente al TCP di fornire comunicazioni prive di errori su connessioni di rete inaffidabili, rendendolo adatto per applicazioni che richiedono consegna garantita e sequenziamento preciso dei dati.