Transmission Control Protocol

TCP is een protocol dat veel gebruikt wordt op het Internet. De afkorting staat voor Transmission Control Protocol en het is een connectie-georiënteerd protocol.

TCP werkt bovenop het IP en is connectie-georiënteerd. Dit in tegenstelling tot verbindingsloze protocollen zoals UDP, GRE, ... TCP heeft als kenmerken dat het gegevens in een stream kan versturen, waarbij de garantie wordt geleverd dat de gegevens aankomen zoals ze verstuurd werden, en eventuele communicatiefouten, zowel in de gegevens zelf als in de volgorde van de gegevens kunnen worden opgevangen. Hierdoor hoeft een clientapplicatie die TCP als transmissieprotocol gebruikt geen rekening te houden met de onderliggende netwerkarchitectuur en eventuele fouten in de communicatie.

TCP wordt beschreven in het RFC (Request For Comment) 793.

Structuur

De volgende headers zijn nodig voor een TCP-pakket (IPv4). (Later werd een nieuwe standaard, IPv6, gedefinieerd.) De hoeveelheid ruimte die voor ieder onderdeel gereserveerd is, is tussen haakjes opgegeven.

• Bronpoort (2 bytes)
• Bestemmingspoort (2 bytes)
• Sequentienummer(4 bytes). Een getal dat door een partij bij het maken van de verbinding vrijwel willekeurig gegenereerd wordt, waarna het door die partij de rest van de sessie gebruikt wordt om aan te geven dat het om diezelfde sessie gaat.
• Bevestigingsnummer (4 bytes). Een getal dat aangeeft welk segment van het laatste ontvangen pakket ontvangen is.
• Headerlengte (1 byte). De lengte van de headers om verlies te controleren en om aan te geven waar de data precies begint.
• Vlaggen (8 bits van links naar rechts in een byte):
  • CWR: Congestion Window Reduced parameter Speelt een rol bij Explicit Congestion Notification
  • ECN: Explicit Congestion Notification Echo. Speelt ook een rol bij ECN. Zie RFC 3168 voor meer informatie hierover.
  • URG: URGent. Dit pakket heeft haast
  • ACK: ACKnowledge receipt: Bevestiging. Er is al eerder een pakket verstuurd en dit is onderdeel van een sessie
  • PSH: PuSH. "Duw" de eventuele buffer meteen door naar de ontvanger.
  • RST: ReSeT. Verbinding opnieuw opstarten (fout opgetreden).
  • SYN: SYNchroniseer sequentienummers, oftewel: nieuwe verbinding.
  • FIN: FINished: Einde verbinding.

• Window-grootte (2 bytes): De grootte van het leesvenster dat over de verbinding "schuift"
• Controlesom (2 bytes): Een getal dat afhangt van het hele pakket, om dat te kunnen controleren.
• Extra opties (variabel aantal bytes, daarom is bekendmaking van de headerlengte nodig): Allerlei aanvullende opties, zoals timestamping.
• Data (variabel): de daadwerkelijke gegevens (ingecapsuleerde applicatie protocol data).

TCP pseudoheader (IPv4)

Bit offset	Bits 0–3				4–7				8–15								16–31
0	Source address
32	Destination address
64	Zeros								Protocol								TCP length
96	Source port																Destination port
128	Sequence number
160	Acknowledgement number
192	Data offset				Reserved				Flags								Window
224	Checksum																Urgent pointer
256	Options (optional)
256/288+	Data

TCP pseudoheader (IPv6)

Bit offset	Bits 0 - 7								8–15								16–23								24–31
0	Source address
32
64
96
128	Destination address
160
192
224
256	TCP length
288	Zeros																								Next header
320	Source port																Destination port
352	Sequence number
384	Acknowledgement number
416	Data offset				Reserved				Flags								Window
448	Checksum																Urgent pointer
480	Options (optional)
480/512+	Data

Basisprincipe

Om een TCP-verbinding op te bouwen stuurt de client een TCP-pakket naar de server met de zogenaamde SYN-vlag. Als de server de verbinding accepteert, wordt een pakket teruggestuurd met zowel een SYN- als ACK-vlag. Als de client vervolgens de server accepteert, stuurt deze een pakketje met de ACK-vlag naar de server. Hierna kunnen pakketjes met de juiste identificatienummers vrij uitgewisseld worden tussen client en server. Iedere keer wordt de checksum van zo'n pakketje gecontroleerd en het pakketje wordt opnieuw opgevraagd indien er een fout in zit. Als er een heel pakket verdwijnt, is dit te merken aan het ack-nummer. Zodra de verbinding gesloten wordt, stuurt de server of client een pakket met de FIN-vlag, waarna de andere kant antwoordt met een ACK-vlag en dit vervolgens in de omgekeerde richting gebeurt, zodat beide partijen op de hoogte zijn dat de connectie werd opgeheven.

Poorten

De poortnummers worden toegewezen door het IANA en onderverdeeld in:

• well-known (poorten 0 tot 1023),
• registered (poorten 1024 tot 49151) en
• dynamic/private (poorten 49152-65535).

De toewijzing is een richtlijn en geen regel.

Een aantal vaakgebruikte poortnummers en hun toepassingsprotocol zijn:

• 7 echo (stuurt terug wat ontvangen werd)
• 13 daytime (geeft huidige datum en tijd)
• 20 FTP (dataconnectie)
• 21 FTP (commandoconnectie)
• 22 SSH
• 23 Telnet
• 25 SMTP
• 53 DNS
• 80 World Wide Web HTTP
• 88 Kerberos
• 110 POP3
• 137 Netbios Name Service
• 143 IMAP
• 389 LDAP
• 443 HTTPS