TCP报文格式详解

TCP协议只定义了一种报文格式


建立、拆除连接、传输数据使用同样的报文



TCP报文格式
TCP报文段首部（20个字节）


源端口和目的端口：各占2个字节，16比特的端口号加上32比特的IP地址，共同构成相当于传输层服务访问点的地址，即“插口”；


这些端口可用来将若干高层协议向下复用；
序号字段和确认序号字段：


序号：占4个字节，是本报文段所发送的数据部分第一个字节的序号。在TCP传送的数据流中，每一个字节都有一个序号。例如，一报文段的序号为300，而起数据供100字节，则下一个报文段的序号就是400；


确认序号：占4字节，是期望收到对方下次发送的数据的第一个字节的序号，也就是期望收到的下一个报文段的首部中的序号；


由于序号字段有32比特长，可以对4GB的数据进行编号，这样就可保证当序号重复使用时，旧序号的数据早已在网络中消失了；
数据偏移字段


数据偏移：占4比特，表示数据开始的地方离TCP报文段的起始处有多远。这实际上就是TCP报文段首部的长度。由于首部长度不固定，因此数据偏移字段是必要的。


保留字段： 6比特，供今后使用，目前置为0。
6个比特的控制字段


紧急比特URGent：当URG=1时，表明此报文应尽快传送，而不要按原来的排队顺序来传送。与“紧急指针”字段配合使用，紧急指针指出在本报文段中的紧急数据的最后一个字节的序号，使接收方可以知道紧急数据共有多长；


确认比特ACK：只有当ACK=1时，确认序号字段才有意义；


急迫比特PSH：当PSH=1时，表明请求远地TCP将本报文段立即传送给其应用层，而不要等到整个缓存都填满了之后再向上交付。


复位比特ReSeT：当RST=1时，表明出现严重差错，必须释放连接，然后再重建传输连接。复位比特还用来拒绝一个非法的报文段或拒绝打开一个连接；


同步比特SYN：在建立连接时使用，当SYN=1而ACK=0时，表明这是一个连接请求报文段。对方若同意建立连接，在发回的报文段中使SYN=1和ACK=1。因此，SYN=1表示这是一个连接请求或连接接受报文，而ACK的值用来区分是哪一种报文；


终止比特FINal：用来释放一个连接，当FIN=1时，表明欲发送的字节串已经发完，并要求释放传输连接；
窗口字段


窗口Window：占2字节，表示报文段发送方的接收窗口，单位为字节。此窗口告诉对方，“在未收到我的确认时，你能够发送的数据的字节数至多是此窗口的大小。”


通知窗口advertised window：接收端根据其接收能力许诺的窗口值，是来自接收端的流量控制。接收端将通知窗口的值放在TCP报文的首部中，传送给对方。


拥塞窗口congestion window：是发送端根据网络拥塞情况得出的窗口值，是来自发送端的流量控制。


检验和覆盖了整个的TCP报文段：TCP首部和TCP数据。这是一个强制性的字段，由发端计算和存储，由收端进行验证。


选项字段允许每台主机设定能够接受的最大TCP载荷能力(缺省536字节) 。



TCP分节的封装
TCP的数据编号与确认

数据流、报文段和序号


TCP通信的动作


切割：根据适合传输的大小对数据流进行切割


最大报文段长度<64Kbytes


通常：MTU－（IP头＋TCP头）


复原：用报文段恢复原始数据流的字节顺序


序号：排序、查错及数据流复原



TCP数据流的切割与复原
报文序号


依据数据流中的字节序号（流序号）


报文序号为报文段中第一字节的流序号


如：流序号＝x，长度＝L的报文段，则：
报文的序号为x，下一报文序号为x＋L


序号特点


报文的顺序关系


数据流的位置，更便于流的复原


需较大的序号空间（32bit，4Gbyte）


例如：在一个报文中，序号为300，而报文中数据有100字节。
下一个报文符，其序号为400；



报文序号