原创 TCP协议详解

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TCP协议简介：

TCP，全称Transfer Control Protocol（传输控制协议），它工作在OSI的传输层，提供面向连接的可靠传输服务。

TCP的工作主要是建立连接，然后从应用层程序中接收数据并进行传输。TCP采用虚电路连接方式进行工作，在发送数据前它需要在发送方和接收方建立一个连接，数据在发送出去后，发送方会等待接收方给出一个确认性的应答，否则发送方将认为此数据丢失，并重新发送此数据。

TCP报头：

TCP报头总长最小为20个字节，其报头结构如下图所示。

bit0　　　　　　　       bit15 bit16　　　　　　　            bit31

TCP报头结构

源端口：指定了发送端的端口号。

目的端口：指定了接收端的端口号。

序号：指明了该段在即将传输的段序列中的位置。

确认号：规定成功收到段的序列号，确认序号包含发送确认的一端所期望收到的下一个序号。

TCP偏移量：指定了段头的长度。段头的长度取决与段头选项字段中设置的选项。

保留：指定了一个保留字段，以备将来使用。

标志：SYN、ACK、PSH、RST、URG、FIN。

SYN： 表示同步；

ACK： 表示确认；

PSH： 表示尽快的将数据送往接收进程；

RST： 表示复位连接；

URG： 表示紧急指针；

FIN： 表示发送方完成数据发送；

窗口：指定关于发送端能传输的下一段的大小的指令。

校验和：校验和包含TCP段头和数据部分，用来校验段头和数据部分的可靠性 。

紧急：指明段中包含紧急信息，只有当U R G标志置1时紧急指针才有效。

选项：指定了公认的段大小，时间戳，选项字段的末端，以及指定了选项字段的边界选项。

TCP工作原理：

TCP 连接建立：TCP的连接建立过程又称为TCP三次握手。首先发送方主机向接收方主机发起一个建立连接的同步（SYN）请求；接收方主机在收到这个请求后向发送方主机回复一个同步/确认（SYN/ACK）应答；发送方主机收到此包后再向接收方主机发送一个确认（ACK），此时TCP连接成功建立。

TCP连接关闭：发送方主机和目的主机建立TCP连接并完成数据传输后，会发送一个将结束标记置1的数据包，以关闭这个TCP连接，并同时释放该连接占用的缓冲区空间。

TCP重置：TCP允许在传输的过程中突然中断连接，这称为TCP重置。

TCP数据排序和确认：TCP是一种可靠传输的协议，它在传输的过程中使用序列号和确认号来跟踪数据的接收情况。

TCP重传：在TCP的传输过程中，如果在重传超时时间内没有收到接收方主机对某数据包的确认回复，发送方主机就认为此数据包丢失，并再次发送这个数据包给接收方，这称为TCP重传。

TCP延迟确认：TCP并不总是在接收到数据后立即对其进行确认，它允许主机在接收数据的同时发送自己的确认信息给对方。

TCP数据保护（校验和）：TCP是可靠传输的协议，它提供校验和计算来实现数据在传输过程中的完整性。