TCP协议

TCP/IP的分层

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TCP，UDP是最著名的两种运输层协议，它们都使用网络层中的IP协议。虽然IP协议是不可靠的服务，但是TCP却提供了一种可靠的运输层服务。
TCP有众多应用，比如Telnet、FTP、SMTP等。

TCP，全称Transmission Control Protocol 传输控制协议。TCP是一种面向连接的，可靠的字节流服务。

TCP通过下列方式来提供可靠性

• 应用数据被分割成TCP认为合适的数据块。这一点和UDP不同，UDP不会改变数据报文的长度。由TCP传递给IP的信息单位称为报文段或者段。
• 当TCP发出一个报文段后，它会启动一个定时器，等待目的端收到这个报文段，如果不能及时收到一个来自目的端的确认，它将重发这个报文段。（这里用到了超时重传策略）
• 当TCP收到另一端的数据时，它会发送一个确认，这个确认不是立即发送，而是在几分之一秒之后。
• TCP将保持它首部和数据的校验和。这是端到端的校验和，目的是检测数据在传输过程中的变化。如果收到的校验和有差错，TCP将会丢弃这个报文段，并不会给目的端发送确认，期望目的端重新发送（超时重传策略）。
• TCP报文段作用IP数据报来传输，而IP数据报的到达可能会是乱序的，因此TCP报文段的到达也可能是乱序的。如果必要，TCP会将收到的数据进行重新排序，然后把收到的数据以正确的顺序交给应用层。
• IP数据报可能会发生重复，TCP的接收端必须丢弃重复的数据。
• TCP还能提供流量控制，TCP连接的每一个地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受缓冲区可以容纳的数据量。这将防止较快主机导致较慢主机缓冲区溢出。

有一点要注意，TCP只负责传输，它并不知道传输的是什么类型的数据，在这里都是字节流。只有到了应用层才能被解析。

TCP的首部

TCP在运输层，IP在网络层，一个IP数据报的内部是这样的。

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TCP首部都放了什么呢？如下图：
如果不计任选字段，它通常是20个字节。（8位是一个字节）

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下面得说一下它们的作用。
前4个字节，存放了源端和目的端口号，用于寻找收端和发端应用进程。这两个值加上IP首部中的源端IP地址和目的端IP地址唯一确定一个TCP连接。
第5-8字节，表示序号。这个序号的作用是用来标识从TCP发送端到接受端发送的数据字节流，它表示在这个报文段中的第一个数据字节。
第9-12字节，表示确认序号，里面放的是，发送确认的一端所期望收到的下一个序号
6个标志bit：
U R G 紧急指针（ u rgent pointer）有效。
A C K 确认序号有效。
P S H 接收方应该尽快将这个报文段交给应用层。
R S T 重建连接。
S Y N 同步序号用来发起一个连接。
F I N 发端完成发送任务。
校验和：这是一个强制性字段，由发端计算和存储，并由收端进行验证。
第15-16字节：活动窗口协议。

插一句，TCP为应用层提供的是全双工服务，也就是说数据可以在两个方向上独立的进行传输。

总结：TCP将用户数据打包构成报文段；它发送数据后启动一个定时器；另一端对收到的数据
进行确认，对失序的数据重新排序，丢弃重复数据； T C P提供端到端的流量控制，并计算和
验证一个强制性的端到端检验和。