TCP/IP学习笔记：TCP传输控制协议（一）

1 TCP的服务

尽管TCP和UDP都使用相同的网络层（IP），TCP却向用户提供一种面向连接的，可靠地字节流服务。两个使用TCP的应用，在彼此交换数据之前必须先建立一个TCP连接，在一个TCP连接中，仅有两方进行通信。TCP通过以下方式来提供可靠性：

（1）应用数据被分割成TCP认为最合适发送的数据块。

（2）当TCP发送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（超时重传）。

（3）当TCP收到发自TCP连接另一端的数据，它将发送一个确认。

（4）TCP将保持它首部和数据的检验和（端到端）。

（5）TCP报文段通过IP数据传输，可能出现失序，因此TCP会对收到的数据进行重新排序，将收到的正确顺序交给应用层。

（6）TCP将丢弃重复的数据

（7）TCP还能提供流量控制。TCP的接收端只允许另一发送接收端缓冲区所能接纳的数据，防止缓存区溢出。

另外TCP不提供对字节流的解释，对字节流的解释由TCP连接双方的应用层解释。

2 TCP首部

TCP数据被封装在一个IP数据报中：



TCP首部格式。如果不计算任选字段，通常是20个字节。



源端和目的端端口号：用于寻找发送端和接收端的应用进程。这2个值加上IP首部中的源端和目的端的IP地址构成唯一的确定的一个TCP连接。

序号：用来标示从TCP发送端到接收端发送的数据字节流，表示在这个报文段中的第一个数据字节（无符号数，到达2^32-1后又从0开始）当建立一个TCP新的连接时，SYN标志变1。序号字段包含由这个主机选择的该连接的初始序号ISN，该主机要发送数据的第一个字节序号为这个ISN加1，因为SYN标志需要消耗一个序号。每个传输的字节都被计数，确认序号包含发送端确认的一端所期望手下的下一个序号。因此确认序号应该上次成功收到的数据字节序号加1。只有ACK标志为1的确认序号字段才有效。

首部长度：占四位，表示首部长度为多少个4字节，因此首部最大为60字节

六个标志比特：

URG:紧急指针有效

ACK：确认序号有效

PSH：接收方应该尽快将这个报文交给应用层。

RST：重建连接

SYN：同步序号用来发起一个连接。

FIN：发送端完成发送任务

窗口大小：16位，最大65535字节。TCP的流量控制由每一端通过申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，这个值正是接收端期望接收的字节。

检验和：覆盖整个TCP报文段，发送端计算，接收端验证（需要加上伪首部）。