TCP 之 TCP首部

TCP首部图

TCP首部说明

源端口，目的端口

用于寻找发送端和接收端应用进程。(源IP，源端口，目的IP，目的端口) 四元组确定唯一一个TCP连接；(IP，端口)也称为一个插口(socket)；

序号

标识从TCP发送端向TCP接收端发送的数据字节流，它标识在当前传输报文段中的第一个数据字节；需要是32比特的无符号数，序号达到2^32-1后又冲0开始；

当建立一个新连接时，SYN标志设置为1；序号字段包含由这个主机选择的初始序号ISN(Initial Sequence Number)；该主机要发送数据的第一个字节序号为这个ISN+1，因为SYN标志消耗了一个序号；

TCP为应用层提供全双工的服务，这意味着数据在两个方向上独立的进行传输。因此，连接的每一端都必须保持每个方向上的传输数据序号。

确认序号

确认序号包含发送确认的一端期望收到的下一个需要。因此，确认序号应当是上次已成功收到的数据字节序号+1；只有ACK标志为1时确认序号字段才有效；

发送ACK无需任何代价，因为32位的确认序号字段和ACK标志一样，总是TCP首部的一部分，因此，一旦一个TCP连接建立起来，这字段总是被设置的，ACK标志也总是被设置为1；

TCP可以表述为一个没有选择确认或者否认的滑动窗口协议。TCP缺少选择确认是因为TCP首部中的确认序号标识发送方成功接收的的字节，但还不包含确认序号所指的自己。当前还无法对数据流中选定的部分进行确认；如：1-1024已经收到，下一个接收到报文段中序号从2049-3072，此时收端不能确认这个报文段。它所能做的就是发回一个确认序号为1025的ACK；它也无法对一个报文段进行否认；如：如果收到1025-2048字节的报文段，但是校验和错误，TCP接收端所能做的就是发回一个确认序号为1025的ACK；

首部长度

首部长度包含4位，TCP首部选项字段的长度是可变的，首部最大长度为1111*4=60字节；没有选项的情况下，正常的长度是20字节；

标志位

URG–紧急指针有效；

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–重建连接；

SYN–同步序号用来发起一个连接

FIN–发送完成发送任务；

窗口大小

TCP的流量控制由连接的每一端通过声明窗口的大小来提供；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；窗口大小是一个16位字段，因而窗口大小最大为65535字节；

校验和

校验和覆盖了整个TCP报文段：TCP首部和TCP数据。这是一个强制字段，一定是由发送端计算和存储，由接收端进行验证；

紧急指针

紧急指针是一个正的偏移量，和序号字段中的值相加标识紧急数据最后一个字节的序号；紧急指针只有在URG标志位设置为1时才有效；TCP紧急指针是发送端向另一端发送紧急数据的一种方式；

选项

最常见的选项字段是最长报文段大小，又称为MSS(Maximum Segment Size)；每个连接通常都在通信的第一个报文段中指明这个选项；它指明本端所能接受的最大长度的报文段；

注：本文大部分内容来自于<TCP/IP详解>；