🔌 TCP соединение для System Design. Как всё начинается и почему так дорого?

🚚 TCP является протоколом транспортного уровня. В модели OSI располагается на уровне L4. Является базой для верхнеуровневых протоколов - HTTP, WebSocket, ...

Он обеспечивает в том числе:
✅ Гарантию доставки пакетов
✅ Гарантию сохранения порядка следования пакетов

Для реализации таких гарантий сторонам необходимо договориться о стартовых номерах - sequence number. Для этого придётся сделать 3 пересылки.

Junior level:
1. Клиент выражает своё желание установить соединение для отправки сообщений.
2. Сервер отвечает согласием и желанием отправлять сообщения со своей стороны.
3. Клиент отвечает, что согласие и желание принял.
🤝 Отсюда и возник термин "Трёхкратное рукопожатие".

Middle level:
1. Клиент отсылает пакет с:
• Проставленным флагом SYN(SYNхронизировать стартовый номер)
• Сгенерированным sequence number(client).
2. Сервер отвечает пакетом с:
• Проставленным флагом ACK: "Подтверждаю, что принял"
• Acknowledgment number = sequence number(client) + 1
• Проставленным флагом SYN и своим сгенерированным sequence number(server)
3. Клиент отвечает пакетом с:
• Проставленным флагом ACK
• Acknowledgment number = sequence number(server) + 1
• sequence number(client) + 1
После этого соединение считается установленным.

Senior level
Далее sequence number будут служить для реализации логики подтверждения доставки и упорядочения пакетов в случае, если они пришли не по порядку, потерялись. Число выбирается по определенному алгоритму. Это не полный random и не ноль. Хотя в том же wireshark для удобства рассмотрения первому sequence number присваивается 0 с пометкой "relative".

Итого
В контексте рассмотрения TCP соединения можно выделить:
✅ Преимущество протокола - создание сессии, гарантированная доставка пакетов в ней
❌ Недостаток - относительно "дорогая" процедура создания сессии.

▶️ Как часто на интервью Вас спрашивают про протоколы?

👏 - формат поста с графикой и описанием зашёл полностью
👍 - пост нормальный, больше графики
⚡️- пост нормальный, больше текста
🤔 - есть ещё идеи, напишу в комментариях

#Protocols