读书笔记十一：TCP/IP详解之TCP:传输控制协议

TCP的服务

TCP提供了一种面向连接的，可靠的字节流服务。面向连接意味着双方在交换数据之前需要建立一个tcp连接，这跟打电话很类似，需要先拨号振铃，接通后才可以对话。

 TCP通过下列方式来提供可靠性: 

• 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将保持不变。由TCP传递给IP的信息单位称为报文段或段(segment)；
•  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；
• 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；
• 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)；
• 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
• 既然IP数据报会发生重复, TCP的接收端必须丢弃重复的数据；
• 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首部

TCP数据被封装在一个IP数据报中，格式如下：

TCP首部通常是20个字节（不计任选字段）。首部数据格式如下：

IP和端口号构成socket，可以唯一定位目的主机上要通信的应用程序。

序号：用于标识从TCP发端向TCP收端发送的数据字节流，他表示在这个报文端中的第一个数据字节。单位是4bytes。

 当建立一个新的连接时，SYN标识变1.序号字段包含由这个主机选择的该连接的初始序号ISN。该主机要发送的第一个字节序号为这个ISN加1，因为SYN标识消耗了一个序号。

确认序号：包含发送确认的一端所期望收到的下一个序号，确认序号应是上次成功接收到的数据字节序号加1.只有ACK标识为1时，确认序号字段才有效。因为ACK总是TCP首部的一部分，所以发送ACK无需任何代价。

首部长度：给出首部的长度，单位是4bytes。

6个标识比特：

（1）URG 紧急指针。紧急指针和序号字段中的值相加表示紧急数据最后一个字节的序号。TCP的紧急方式是发送端向另一端发送紧急数据的方式之一。

（2）ACK 确认序号有效。

（3）PSH 接收方应该尽快将这个报文交给应用层。

（4）RST 重建连接。

（5）SYN 同步序号用来发起一个连接。

（6）FIN 发端完成发送任务。

窗口大小：窗口大小是一个16bit字段、因而窗口大小最大为65535字节。TCP的流量控制由连接的每一段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。

检验和：检验和覆盖了整个TCP报文段，是一个强制的字段。

数据部分也是可选的。