TCP 数据传输协议

曾经终败给现在 2022-01-12 06:21 449阅读 0赞

TCP（Transmission Control Protocol 传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETF的RFC 793定义。在简化的计算机网络OSI模型中，它完成第四层传输层所指定的功能，用户数据报协议（UDP）是同一层内\[1\] 另一个重要的传输协议。在因特网协议族（Internet protocol suite）中，TCP层是位于IP层之上，应用层之下的中间层。不同主机的应用层之间经常需要可靠的、像管道一样的连接，但是IP层不提供这样的流机制，而是提供不可靠的包交换  
  应用层向TCP层发送用于网间传输的、用8位字节表示的数据流，然后TCP把数据流分区成适当长度的报文段（通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传输单元（ \[1\] MTU）的限制）。之后TCP把结果包传给IP层，由它来通过网络将包传送给接收端实体 \[1\] 的TCP层。TCP为了保证不发生丢包，就给每个包一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的包发回一个相应的确认（ACK）；如果发送端实体在合理的往返时延（RTT）内未收到确认，那么对应的数据包就被假设为已丢失将会被进行重传。TCP用一个校验和函数来检验数据是否有错误；在发送和接收时都要计算校验和

**简说:**  
TCP是一种面向连接的 可靠地 基于字节流的的传输层通信协议,在计算机网络OSI模型中,他完成第四层传输层所指定的功能.

**　　网络层协议主要完成的工作**有：

*   实现不同网络（主机）间的数据包路由传递。
 *   在发送端（或中转站）提供数据包分片功能以使数据包大小满足 PMTU（Path-MTU）。
 *   在接收端提供数据包分片重组功能。
 *  负责数据包优先级，安全性等问题。

**传输层协议**（主要针对 TCP 协议而言）主要完成的工作有（并非所有的传输层协议都需要提供这些功能如UDP 协议就不提供可靠性数据传输）：

*   提供多路复用。
 *  实现数据基本传输功能。
 *   建立通信通道。
 *   提供流量控制。
 *   提供数据可靠性传输保证。

**TCP报文段**

**![1654460-20190409101016009-1024358972.png][]**

**1、端口号**：用来标识同一台计算机的不同的应用进程。

**1）源端口**：源端口和IP地址的作用是标识报文的返回地址。

**2）目的端口**：端口指明接收方计算机上的应用程序接口。

TCP报头中的源端口号和目的端口号同IP数据报中的源IP与目的IP唯一确定一条TCP连接。

**2、序号和确认号**：是TCP可靠传输的关键部分。**序号**是本报文段发送的数据组的第一个字节的序号。在TCP传送的流中，每一个字节一个序号。e.g.一个报文段的序号为300，此报文段数据部分共有100字节，则下一个报文段的序号为400。所以序号确保了TCP传输的有序性。确认号，即ACK，指明下一个期待收到的字节序号，表明该序号之前的所有数据已经正确无误的收到。确认号只有当ACK标志为1时才有效。比如建立连接时，SYN报文的ACK标志位为0。

**3、数据偏移／首部长度**：4bits。由于首部可能含有可选项内容，因此TCP报头的长度是不确定的，报头不包含任何任选字段则长度为20字节，4位首部长度字段所能表示的最大值为1111，转化为10进制为15，15\*32/8 = 60，故报头最大长度为60字节。首部长度也叫数据偏移，是因为首部长度实际上指示了数据区在报文段中的起始偏移值。

**4、保留**：为将来定义新的用途保留，现在一般置0。

**5、控制位**：URG  ACK  PSH  RST  SYN  FIN，共6个，每一个标志位表示一个控制功能。

**1）URG**：紧急指针标志，为1时表示紧急指针有效，为0则忽略紧急指针。

**2）ACK**：确认序号标志，为1时表示确认号有效，为0表示报文中不含确认信息，忽略确认号字段。

**3）PSH**：push标志，为1表示是带有push标志的数据，指示接收方在接收到该报文段以后，应尽快将这个报文段交给应用程序，而不是在缓冲区排队。

**4）RST**：重置连接标志，用于重置由于主机崩溃或其他原因而出现错误的连接。或者用于拒绝非法的报文段和拒绝连接请求。

**5）SYN**：同步序号，用于建立连接过程，在连接请求中，SYN=1和ACK=0表示该数据段没有使用捎带的确认域，而连接应答捎带一个确认，即SYN=1和ACK=1。

**6）FIN**：finish标志，用于释放连接，为1时表示发送方已经没有数据发送了，即关闭本方数据流。

**6、窗口**：滑动窗口大小，用来告知发送端接受端的缓存大小，以此控制发送端发送数据的速率，从而达到流量控制。窗口大小时一个16bit字段，因而窗口大小最大为65535。

**7、校验和**：奇偶校验，此校验和是对整个的 TCP 报文段，包括 TCP 头部和 TCP 数据，以 16 位字进行计算所得。由发送端计算和存储，并由接收端进行验证。

**8、紧急指针**：只有当 URG 标志置 1 时紧急指针才有效。紧急指针是一个正的偏移量，和顺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一种方式。

**9、选项和填充**：最常见的可选字段是最长报文大小，又称为MSS（Maximum Segment Size），每个连接方通常都在通信的第一个报文段（为建立连接而设置SYN标志为1的那个段）中指明这个选项，它表示本端所能接受的最大报文段的长度。选项长度不一定是32位的整数倍，所以要加填充位，即在这个字段中加入额外的零，以保证TCP头是32的整数倍。

**10、数据部分**： TCP 报文段中的数据部分是可选的。在一个连接建立和一个连接终止时，双方交换的报文段仅有 TCP 首部。如果一方没有数据要发送，也使用没有任何数据的首部来确认收到的数据。在处理超时的许多情况中，也会发送不带任何数据的报文段。

转载于:https://www.cnblogs.com/qiantan/p/10675245.html

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