[TCP IP详解：学习笔记]TCP：传输控制协议

       TCP提供一种面向连接的、可靠的字节流服务。TCP通过以下方式来提供可靠性服务：

1. 应用数据被分割成TCP认为最适合发送的数据块，由TCP传递给IP的数据单元成为报文段或段（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；
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，通常推迟几分之一秒；
4. TCP将保持它首部和数据的校验和。如果收到段的校验和有差错，TCP将丢弃这个报文和不确认收到此报文（希望发送端超时重发）；
5. 由于使用IP数据报来传输，而IP数据报到达可能失序。如果必要，TCP将对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. 若有重复数据，TCP的接收端必须丢弃重复的数据；
7. TCP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。

 

TCP对字节流的内容不进行解释，对其解释由TCP连接双方的应用解释。

 

图1显示TCP首部的数据格式。如果不计任选字段（即选项），它的长度通常为20字节。

 

图1 TCP首部的数据格式

每个TCP段都包含源端和目的端的端口号，用于寻找发端和收端应用程序。

序号用来标识从TCP收端发送的数据字节数，它表示这个报文段中的第一个数据字节。当建立一个新的连接时，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（Initial Sequence Number）。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标志消耗了一个序号。

确认序号应当是上次已成功收到数据字节序号加1。只有ACK标志为1时，确认序号字段才有效。TCP缺少选择确认是因为TCP首部中的确认序号表示发方已成功收到字节，但还不包含确认序号所指的字节。当前还无法对数据路中所选定的部分进行确认。

首部长度给出首部中32 bit字的数目。

在TCP首部中有6个标志比特位，它们中的多个可同时被设置为1。

URG              紧急指针（urgent pointer）有效

ACK              确认序号有效

PSH               接收方应该尽快将这个报文段交给应用层

RST               重新连接

SYN              同步序号用来发起一个连接

FIN               发送端完成发送任

 

TCP的流量控制有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，这个值是接收端正期望接收的字节数。

校验和覆盖了整个TCP报文段：TCP首部和TCP数据。

紧急指针是一个正的偏移量，和序号字段中的值相加表示紧急数据的最后一个字节的序号。只有当URG标志置1时紧急指针才有效。