TCP(Transmission Control Protocol)传输控制协议

IP 是无连贯的，疏忽网络上存在的一些问题，TCP 提供牢靠的面向连贯的通信，负责管制连贯的建设、断开、放弃等管理工作

1. 首部格局
2. 连贯

1 首部格局

没有示意包长度和数据长度的字段，可由 IP 层获知 TCP 的包长度，由 TCP 包长度可计算数据的长度
序列号 ： 发送数据的地位 ，每发送一次，就 累加 一次该数据 字节数 的大小

• 在 建设连贯 时由计算机生成的 随机数 作为其 初始值 ，通过SYN 包传递 给接收端主机
• 将每转发过来的字节数累加到初始值上示意数据的地位
• 在建设连贯和断开连接时发送的 SYN 包和 FIN 包 不携带数据 ，但也会作为一个字节数 减少 对应的序列号

确认应答号 ： 下一次 应该收到的 序列号

• 指已收到确认应答号前一位为止的数据
• 发送端收到 这个确认应答当前能够 确认 在这个序号以前的数据都曾经被 失常接管 了

数据偏移 ：相似于 IPv4 数据报中的 首部长度，单位为 4 字节，无可选项式值为5，示意20 字节

保留：为当前扩大时应用，个别设置为 0

管制位：8 位，从左至右：CWR、ECE、URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN

• CWR：告诉对方已将 拥塞窗口放大

• ECE：告诉对方这边 网络有拥塞

  CWR 与 ECE 都用于 IP 首部的 ECN 字段

• URG：示意包中有须要 紧急解决 的数据

• ACK：确认应答的字段变为无效

  除了最后建设连贯时的 SYN 包之外，该位必须设置为 1

• PSH：将收到的数据 立刻 传给下层利用协定
• RST：TCP连贯 中呈现 异样 ，必须 强制断开连接

• SYN：用于建设连贯

  SYN 为 1 时示意心愿建设连贯，并在其序列号的字段进行 序列号初始值设定

• FIN：为 1 时示意今后不再有数据发送，心愿 断开连接

  通信单方能够相互 替换 FIN 地位为 1 的 TCP 段 申请断开连接
  单方又对对方的 FIN 包进行 确认应答 当前就能够断开连接
  主机在接管到 FIN 为 1 的 TCP 段后 不会马上回复 一个 FIN 包，等 缓冲区 所有数据都因 胜利发送 而主动删除后再发

窗口大小：告诉从雷同 TCP 首部的确认应答号所指地位开始可能接管的数据大小
TCP 不容许发送超过窗口大小的数据，窗口为 0 时，能够发送窗口探测，理解最新窗口大小

校验和 ：应用TCP 伪首部 进行校验和计算，确认收到的数据是正确的

• TCP 伪首部：32 位源 IP 地址 32 位指标 IP 地址 填充 协定号 TCP 包长度
• 首先 置 0 ，以 16 位进行 1 的补码和计算，再将它们总和的 1 的补码和放入校验和字段
• 校验和字段保留着除本字段以外其余局部的和的补码值
• 因而在计算校验和字段在内的所有字段的 16 位和之后失去16 位全为 1 ，阐明收到的数据是正确的

紧急指针 ：本报文段中紧急数据的指针
从数据局部的首位 到紧急指针 所批示的地位为止，这个区间为 紧急数据

选项 ：用于进步 TCP 的 传输性能，最大 40 字节

• 在建设连贯时决定最大段长度
• 窗口扩充
• 高速通信中对序列号的治理
• 抉择确认应答

2 连贯

1. 连贯可靠性
2. 建设与断开

2.1 连贯可靠性

通过 序列号 与确认应答 进步可靠性

在 TCP 中，当发送端的数据达到接管主机时，接收端主机会返回一个已收到音讯的告诉，该音讯成为 确认应答(ACK)

肯定工夫内没有等到确认应答 ：发送端能够认为数据曾经失落，进行 重发

即便产生丢包，任然可能保证数据可能达到对端，实现牢靠传输

返回数据失落：这样也会导致发送端没有收到确认应答，进行从新发送

确认应答提早达到 ：会导致发送端屡次申请而后收到 反复的数据包

须要一种机制，能辨认曾经接收数据，又可能判断是否须要接管 – 通过序列号实现

序列号 + 确认应答：接收端查问接收数据 TCP 首部中的序列号和数据长度，将本人下一步应该接管的序列号作为确认应答返送回去

TCP 通过序列号和确认应答号实现牢靠传输

重发的工夫距离以往返工夫与偏差值的和为基准，是一直变换的，多次重发无确认应答会断开连接

2.2 建设连贯与断开

TCP 建设连贯须要 3 次 往返音讯，断开连接须要 4 次 往返音讯

也称为 TCP 的 3 次握手与 4 次握手

建设连贯

• 客户端 -> 服务端：发送 SYN 包申请建设连贯
• 客户端 <- 服务端：针对 SYN 确认应答 ACK，并发送SYN 包申请连贯

• 客户端 -> 服务端：针对 SYN 确认应答ACK

  在建设连贯的过程中能够确认发送数据包的单位 – 正好是 IP 中不会被分片解决的最大数据长度

建设连贯后 TCP 以段为单位，每发一个段进行一次确认应答的解决，这样会导致网络性能降落
应用缓冲区实现 窗口 ：确认应答不再以每个分段，而是更大的单位进行确认， 不必期待确认 可持续发送

• 窗口大小：无需期待确认应答而能够持续发送数据的最大值

• 缓冲区：长期保留收发数据的场合

  之前是发 一个等一个 ，当初是发 一串等一串

重发管制

• 数据段失落 ：接收端发送其余报文段时，会接管该报文 间断雷同的确认应答

  当超过 3 次反复应答时，确认报文段失落，从新发送该报文段

断开连接

• 客户端 -> 服务端：发送 FIN 包申请断开连接

• 客户端 <- 服务端：针对 FIN 的确认应答ACK

  期待缓存区数据发送结束

• 客户端 <- 服务端：发送 FIN 包申请断开连接
• 客户端 -> 服务端：针对 FIN 的确认应答ACK

一个连贯的建设与断开，失常过程至多须要来发送 7 个包能力实现