9.TCP:传输控制协议

1.TCP功能

    TCP向应用层提供面向连接的、可靠的字节流服务。TCP可以认为是一个没有选择确认或否认的滑动窗口协议。

    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，对失序的数据进行重新排序，丢弃重复的数据；TCP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。

1.1字节流服务

    TCP不在字节流中插入记录标识符，两个应用程序通过 TCP连接交换byte构成的字节流。举例来说，若乙方的应用程序先传10bytes，又穿20bytes，再传50bytes，连接的另一方将无法了解发防每次发送了多少字节。收发可以分4次接收者80bytes，每次接收20bytes。一段将字节流放在TCP连接上，同样的字节流将出现在TCP连接的另一端。TCP不对字节流内容做任何解释，应用层负责解释字节流。

2.TCP保障可靠性的方式

（1）应用数据被分割成TCP任务最合适发送的数据块。应用程序产生的数据报长度保持不变。由TCP传递给IP的信息单位称为报文段或段。

（2）TCP发出一个段之后，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，将重大这个报文段。

（3）TCP收到发自TCP连接另一端的数据，它将发送一个确认。

（4）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，目的是检验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定收到此报文段，等待发端超时并重传。

（5）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）TCP接收端会丢弃重复的数据。

（7）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区间。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。

3.TCP的首部

TCP数据被封装在IP数据报中，格式如下：

TCP包首部数据格式：

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，确认徐璈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。