• TCP 数据传输协议


       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

    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。

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