传输控制协议TCP（Transmission Control Protocol）报文格式

*这篇总结一下TCP协议的内容和特点。。→_→*

1. TCP协议的特点

   • TCP是面向连接的运输层协议：先建立连接，再传输数据，最后释放连接

   • 每一条TCP连接只能有两个端点，每一条TCP连接只能是点对点的

   • TCP提供可靠交付的服务：通过TCP传输的数据，无差错、不丢失、不重复、按序到达

   • TCP提供全双工服务：TCP连接双方都设有发送缓存、接收缓存用来临时存放双向通信的数据。TCP在合适的时候将数据发送或应用程序在合适的时候读取数据

   • 面向字节流：流入到进程或从进程流出的字节序列，TCP把应用程序交下来的数据看成一连串的无结构的字节流

2. TCP的连接

   • TCP的连接的端点叫做套接字（socket），端口号拼接到IP地址即构成了套接字

   • 套接字 socket = （IP地址：端口号）

   • 同一个IP地址可以有多个不同的TCP连接，同一个端口号也可以出现在多个不同的TCP连接中

3. TCP报文段首部格式

   • 

   • 源端口和目的端口：各占2个字节，分别写入源端口号和目的端口号

   • 序号：占4字节，序号范围[0，(2^32) - 1]。序号增加到 (2^32) - 1后，下一个序号就又回到0。在TCP连接中传送的字节流中的每一个字节都按顺序编号。整个要传送的字节流的起始序号必须在连接建立时设置。序号字段值指本报文段所发送的数据的第一个字节的序号

   • 确认号：占4字节，是期望收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号。若确认号为N，则说明序号N-1为止的所有数据都以正确收到

   • 数据偏移：占4位，指出TCP报文段的数据起始处距离TCP报文段的起始处的距离，即TCP报文段的首部长度。其单位为4字节，所以数据偏移的最大值为60字节，即TCP首部最大长度（选项长度不能超过40字节）

   • 保留：占6位，保留今后使用，目前应置为0

   • 紧急URG（URGent）：仅当URG=1时紧急字段有效，表明紧急指针字段有效。告诉系统此报文段有紧急数据，应尽快传送，而不要按照原来的排列顺序来传送。发送方TCP把把紧急数据插入到本报文段数据的最前面，而在紧急数据后面的仍为普通数据，此时与紧急指针字段（Urgent Pointer）配合使用

   • 确认ACK（ACKnowledgment）：仅当ACK=1时确认号字段有效，在连接建立后所有传送的报文段都必须把ACK置1

   • 推送PSH（PuSH）：仅当PSH=1时推送字段有效，发送方将PSH置1，并立即创建一个报文段发送出去，接收方收到PSH=1的报文段，就尽快交付接收应用程序，而不在等到整个缓存都填满后再向上交付，当接收方的接收窗口为零时，也可以发送

   • 复位RST（ReSeT）：仅当RST=1时复位字段有效，表明TCP连接中出现严重差错，必须释放连接，然后再重新建立运输连接。还用来拒绝非法的报文段或拒绝打开一个连接

   • 同步SYN（SYNchronization）：仅当SYN=1时同步字段有效，在连接建立时用来同步序号。当SYN=1且ACK=0时，表明这是一个连接请求报文段。当SYN=1且ACK=1时，表明这一个对方同意建立连接的响应报文段。

   • 终止FIN（FINis）：仅当FIN=1时终止字段有效，用来释放一个连接，当FIN=1时表明此报文段的发送方的数据已发送完毕，并要求释放连接

   • 窗口：占2字节，窗口值[0，2^(16) - 1]。指发送本报文段的一方的接收窗口大小，告诉对方现在允许对方发送的数据量，即窗口值作为接收方让发送方设置其发送窗口的依据。TCP规定即使为零窗口，也要接收零窗口探测报文、确认报文段和携带紧急数据的报文段

   • 检验和：占2字节，检验范围包括首部和数据。计算检验和时，在TCP报文段的前面加上12字节的伪首部。接收方收到此报文段后，仍要加上伪首部计算检验和

   • 紧急指针：占2字节，紧急指针仅在URG=1时才有意义，指出本报文段中的紧急数据的字节数，即紧急数据的末尾在报文段中的位置。当紧急数据处理完后，TCP就告诉应用程序恢复到正常操作。窗口值为零时也可发送紧急数据

   • 选项：长度可变，最长可达40字节