TCP (Transmission Control Protocol) werkt door het tot stand brengen van een betrouwbaar en geordend communicatiekanaal tussen twee apparaten via een netwerk. Het werkt op de transportlaag van de TCP/IP-protocolsuite en zorgt ervoor dat de gegevens die tussen zender en ontvanger worden verzonden, intact en in de juiste volgorde aankomen. TCP bereikt deze betrouwbaarheid via mechanismen zoals volgnummers, bevestigingen, controlesommen en stroomcontrole. Wanneer een afzender gegevens verzendt, verdeelt TCP deze in segmenten, voegt headers met besturingsinformatie toe en verzendt deze naar de ontvanger. De ontvanger bevestigt de ontvangst van elk segment en verzoekt om hertransmissie van verloren of beschadigde segmenten, waardoor een foutloze gegevenslevering wordt gegarandeerd.
TCP werkt stap voor stap in verschillende fasen:
- Verbinding tot stand brengen: Het proces begint met een TCP-handshake, waarbij de client en server synchronisatiepakketten (SYN) uitwisselen om over parameters te onderhandelen en overeenstemming te bereiken over initiële volgnummers. De stappen omvatten het verzenden van een SYN-pakket, het ontvangen van een SYN-ACK-pakket als reactie en het verzenden van een ACK-pakket om de verbinding te bevestigen.
- Gegevensoverdracht: Zodra de verbinding tot stand is gebracht, vindt de gegevensoverdracht in segmenten plaats. De afzender deelt de gegevens op in beheersbare stukken, voegt TCP-headers met volgnummers toe en verzendt deze over het netwerk. De ontvanger bevestigt elk segment, waardoor de zender eventuele verloren segmenten opnieuw kan verzenden.
- Flow Control: TCP implementeert flow control om de datatransmissiesnelheden te beheren op basis van de ontvangercapaciteit. De ontvanger adverteert met een venstergrootte die aangeeft hoeveel gegevens hij kan accepteren, waardoor overbelasting wordt voorkomen en een efficiënte gegevensoverdracht wordt gegarandeerd.
- Error Handling: TCP detecteert fouten met behulp van controlesommen in segmentheaders. Als er fouten worden gedetecteerd, negeert de ontvanger het segment en vraagt om hertransmissie met behulp van selectieve herhaling of soortgelijke mechanismen.
- Verbinding beëindigen: Wanneer de gegevensuitwisseling is voltooid, initieert TCP een proces voor het beëindigen van de verbinding. Dit omvat het uitwisselen van FIN (finish)-pakketten om de verbinding netjes te verbreken, middelen vrij te maken en ervoor te zorgen dat beide partijen de sluiting erkennen.
Een TCP-sessie verwijst naar de gehele levenscyclus van een TCP-verbinding tussen twee hosts. Het begint met de TCP-handshake om een verbinding tot stand te brengen, omvat gegevensuitwisseling met behulp van segmenten, beheert de stroomcontrole en foutafhandeling, en eindigt met het beëindigen van de verbinding. Gedurende de sessie beheert TCP statusinformatie, volgnummers, bevestigingen en andere parameters om een betrouwbare en ordelijke gegevensoverdracht tussen zender en ontvanger te garanderen.
TCP volgt een gelaagde aanpak in het TCP/IP-model, waarbij het op de transportlaag werkt. Dit model verdeelt de netwerkcommunicatie in lagen, waarbij TCP de end-to-end communicatiebetrouwbaarheid en flowcontrol afhandelt. Onder de transportlaag beheert IP (Internet Protocol) de adressering en routering, terwijl daarboven applicatielaagprotocollen zoals HTTP, FTP en SMTP TCP-services gebruiken voor betrouwbare gegevensuitwisseling.
TCP-gegevensoverdracht begint wanneer de afzender gegevens in segmenten opsplitst en TCP-headers met volgnummers toevoegt. Deze segmenten worden via het netwerk naar de ontvanger verzonden, die de ontvangst van elk segment bevestigt. Als segmenten verloren gaan of beschadigd raken, zendt de zender ze opnieuw uit op basis van ontvangstbevestigingen en selectieve herhalingsmechanismen. TCP zorgt voor een geordende levering door segmenten te nummeren en deze bij de ontvanger in de juiste volgorde weer in elkaar te zetten. Dankzij dit betrouwbare mechanisme voor gegevensoverdracht kan TCP foutloze communicatie bieden via onbetrouwbare netwerkverbindingen, waardoor het geschikt is voor toepassingen die een gegarandeerde levering en nauwkeurige gegevenssequentie vereisen.