TCP传输控制协议二

 

TCP 是 TCP/IP 模型中的传输层一个最核心的协议，不仅如此，在整个 4 层模型中，它都是核心的协议，要不然模型怎么会叫做 TCP/IP 模型呢。

它向下使用网络层的 IP 协议，向上为 FTP、SMTP、POP3、SSH、Telnet、HTTP 等应用层协议提供支持。其他的还有我们常用的 Redis 的 RESP 协议、MongoDB的网络协议，以及我们编程中用到的 Socket，都是 TCP 协议在背后提供支持的。

 

 

网络协议是通信计算机双方必须共同遵从的一组约定。如怎么样建立连接、怎么样互相识别等。只有遵守这个约定，计算机之间才能相互通信交流。它的三要素是：语法、语义、时序。

语法：即数据与控制信息的结构或格式；
语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应；                                  时序（同步）：即事件实现顺序的详细说明。

 

TCP协议格式

 TCP首部 + 用户数据被称为TCP段，其中 TCP 首部就是这里要主要研究的 TCP 协议的核心所在，用户数据部分是 TCP 段的负载。TCP 段的大小也是有限制的，最大是 1460 字节。

 最终由网卡发出去的数据包叫做以太网帧，以太网帧由以太网首部和负载构成。以太网帧的负载就是一个 IP 数据报，IP数据报由IP首部和负载构成。

 

 

 

下图是TCP协议的示意图，如果不算「可选项」部分的话，共占用 32bit x 5 = 160bit，也就是20个字节

 

源端口和目标端口

源端口和目标端口分别占用 2个字节，共占用 4 字节，分别记录数据发送端的端口号和数据接收端的端口号，这两个标记和 IP 协议中记录的发送端 IP 和接收端 IP组合起来，便可确定一个唯一的 TCP 连接。

序号
由于TCP段的大小有限制，当要传输的数据量大于这个限制的时候，就要对数据进行分段，一段一段的发送，既然发送方要分段，那接收方就要对分段进行重组，才能还原回原始数据。在重组的过程中，要保证各段间的先后顺序，序号正是起到保证重组顺序的作用。

序号占用 4 字节，32 位，它的范围是 0,
2（32）。
 ​TCP是字节流服务，会对每一个发送的字节进行编号。在建立连接的时候，系统会给定一个 ISN(初始序号)，然后这个设备在当前连接中发送的第一个字节的序号就是 ISN+1，假设 ISN 初始为0，那第一个字节的序号就是 1。

 

 

 

举个例子:

假设ISN为0，发送端第一次发送 100 字节的数据包，那这第一个 TCP段的序号就是1，下次再发送 100字节的数据包，那这第二个 TCP段的序号就是 101。

这样一来，最大可以一直标记 2（32）
 个字节，也就是 4个G的数据。当达到最大值后，又会从 0 开始标记。

序号只有在下面两种情况下才有用：

1:数据字段至少包含一个字节。
2:是一个 SYN 段，或者是 FIN 段，或者是 RST 段。