Tcp协议简读

TCP的服务

TCP提供一种面向连接的，可靠的字节流服务。面向连接意味着两个使用TCP的应用（通常是一个客户和一个服务器）在彼此交换数据之前必须先建立一个TCP连接。这个过程跟打电话相似，先拨号振铃，等待对方摘机应答，然后才说是谁。在一个TCP连接中，仅有两方进行彼此通信。

TCP通过下列方式来提供可靠性

1. 应用数据被分割成TCP认为最适合发送的数据块。这和UDP完全不同，应用程序产生的数据报长度保持不变。由TCP传递给IP的信息单位称为报文段或段（segment）。

2. 当TCP发出一个段后，它启动一个定时器，等待目的端确认收到这个报文段。如果不能及时收到一个确认，将重发这个报文段（超时及重传策略）

3. 当TCP收到发自TCP连接另一端的数据，它将发送一个确认。这个确认不是立即发送，通常将推迟几分之一秒。

4. TCP将保持它首部和数据的检验和。这是一个端到端的检验和，目的是检测数据在传输过程中的任何变化。如果收到段的检验和有差错，TCP将丢弃这个报文段和不确认收到此报文段（希望发端超时并重发）

5. 既然TCP报文段作为IP数据报来传输，而IP数据报的到达可能会失序，因此TCP报文段的到达也可能会失序。如果必要，TCP将收到的数据进行重新排序，将收到的数据以正确的顺序交给应用层。

6. 既然IP数据报会重复，TCP的接收端必须丢弃重复的数据。

7. TCP还能提供流量控制。TCP连接的每一方都有固定大小的缓冲空间。TCP的接收端只允许另一端发送接收端缓冲区所能接纳的数据。这将防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出。TCP的流量控制由连接的每一端通过声明的窗口大小来提供，窗口大小为字节数，起始于确认序号字段指明的值，这个值时接收端正期望接收的字节。窗口大小是一个16bit字段，因而窗口大小最大为65535字节。

字节流服务

两个应用程序通过TCP连接交换8bit字节构成的字节流，TCP不在字节流中插入记录标识符。另外，TCP对字节流的内容不作任何解释，TCP不知道传输的数据字节流是二进制数据，haishi ASCLL字符，EBCDIC字符或者其他类型数据，对字节流的解释由TCP连接双方的应用层解释。

TCP报文

TCP将用户数据打包成报文段；它发送数据后启动一个定时器；另一端对收到的数据进行确认，对失序的数据重新排序，丢弃重复数据；TCP提供端到端的流量控制，并计算和验证一个强制性的端到端检验和。

首部格式

各个段位说明

源端口和目的端口:各占 2 字节.端口是传输层与应用层的服务接口.传输层的复用和分用功能都要通过端口才能实现。

序号:占 4 字节.用来标识从TCP发端向TCP收端发送的数据字节流，它表示在这个报文段中的第一个数据字节。如果将字节流看作在两个应用程序的单向流动，则TCP用序号对每个字节进行计数。TCP 连接中传送的数据流中的每一个字节都编上一个序号.序号字段的值则指的是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,是期望收到对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号。

数据偏移/首部长度:占 4 位,它指出 TCP 报文段的数据起始处距离 TCP 报文段的起始处有多远.“数据偏移”的单位是 32 位字(以 4 字节为计算单位)。

保留:占 6 位,保留为今后使用,但目前应置为 0。

紧急URG:当 URG=1 时,表明紧急指针字段有效.它告诉系统此报文段中有紧急数据,应尽快传送(相当于高优先级的数据)。

确认ACK:只有当 ACK=1 时确认号字段才有效.当 ACK=0 时,确认号无效。

PSH(PuSH):接收 TCP 收到 PSH = 1 的报文段,就尽快地交付接收应用进程,而不再等到整个缓存都填满了后再向上交付。

RST (ReSeT):　　当 RST=1 时,表明 TCP 连接中出现严重差错（如由于主机崩溃或其他原因）,必须释放连接,然后再重新建立运输连接。

同步 SYN:同步 SYN = 1 表示这是一个连接请求或连接接受报文。

终止 FIN:用来释放一个连接.FIN=1 表明此报文段的发送端的数据已发送完毕,并要求释放运输连接。

检验和:占 2 字节.检验和字段检验的范围包括首部和数据这两部分.在计算检验和时,要在 TCP 报文段的前面加上 12 字节的伪首部。

紧急指针:占 16 位,指出在本报文段中紧急数据共有多少个字节（紧急数据放在本报文段数据的最前面）。

选项:长度可变.TCP 最初只规定了一种选项,即最大报文段长度 MSS.MSS 告诉对方 TCP：“我的缓存所能接收的报文段的数据字段的最大长度是 MSS 个字节.” [MSS(Maximum Segment Size)是 TCP 报文段中的数据字段的最大长度.数据字段加上 TCP 首部才等于整个的 TCP 报文段]。

填充:这是为了使整个首部长度是 4 字节的整数倍。

其他选项:
窗口扩大:占 3 字节,其中有一个字节表示移位值 S.新的窗口值等于TCP 首部中的窗口位数增大到(16 + S),相当于把窗口值向左移动 S 位后获得实际的窗口大小
时间戳:占10 字节,其中最主要的字段时间戳值字段(4字节)和时间戳回送回答字段(4字节)
选择确认:接收方收到了和前面的字节流不连续的两2字节.如果这些字节的序号都在接收窗口之内,那么接收方就先收下这些数据,但要把这些信息准确地告诉发送方,使发送方不要再重复发送这些已收到的数据。

数据单位

TCP 传送的数据单位协议是 TCP 报文段(segment)

所处层

传输层