TCP协议

TCP 是一个可靠的（reliable）、面向连接的（connection-oriented）、基于字节流（byte-stream）、全双工（full-duplex）的协议。发送端在发送数据以后启动一个定时器，如果超时没有收到对端确认会进行重传，接收端利用序列号对收到的包进行排序、丢弃重复数据，TCP 还提供了流量控制、拥塞控制等机制保证了稳定性。

TCP协议解决：顺序问题、丢包问题、连接维护、流量控制、拥塞控制

TCP状态位：SYN发起一个连接，ACK回复，RST重新连接，FIN结束连接

 

TCP报文首部由源端口、目标端口、序列号、确认号、flags、窗口大小、可选项组成

SYN：用于发起连接数据包同步双方的而出是序列号

ACK：确认数据包

RST：用来强制断开连接，通常是之前建立的连接已经不在了、包不合法或者是在无能为力处理

FIN：通知对方我发完了所有数据，准备断开连接

PSH：告知对方这些数据包收到以后应该马上交给上层应用，不能缓存起来

可选项MSS：是TCP允许的从对方接受的最大报文段

可选项Window Scale：窗口缩放选项

 

MTU：以太网的最大传输单元（1500字节）

IPv4数据包的最大大小为65535字节，当一个IP数据包大于MTU时，IP会把数据报文切割成多个小的片段

利用IP包分片的策略，有一种对应的网络攻击方式IP fragment attack，就是一直传More fragments=1的包，导致接收方一直缓存分片，从而可能导致接收方内存耗尽

 

MSS：TCP为了避免被发送方分片，会主动把数据分割成小段再交给网络层，MSS是其中最大的分段大小

MSS = MTU - IP header头大小 - TCP头大小

在以太网中 TCP 的 MSS = 1500（MTU） - 20（IP 头大小） - 20（TCP 头大小）= 1460

 

4个定时器：重传定时器、坚持定时器、保活定时器、2MSL定时器

 

客户端建立连接时状态：CLOSED、SYN-SENT、ESTABLISHED

服务端建立连接时状态：CLOSED、LISTEN、SYN-RCVD、ESTABLISHED

 

客户端关闭连接时状态：ESTABLISHED、FIN-WAIT-1、FIN-WAIT-2、TIME-WAIT、CLOSED

服务端关闭连接时状态：ESTABLISHED、CLOSE-WAIT、LAST-ACK、CLOSED

 

为什么TIME-WAIT后要等待2个MSL才关闭连接：

1 个 MSL 确保四次挥手中主动关闭方最后的 ACK 报文最终能达到对端

1 个 MSL 确保对端没有收到 ACK 重传的 FIN 报文可以到达

2MS = 去向 ACK 消息最大存活时间（MSL) + 来向 FIN 消息的最大存活时间（MSL）