今天開(kāi)始進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的總結(jié)及細(xì)節(jié)剖析，將會(huì)對(duì)常考的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行更詳細(xì)的解讀，本章是TCP相關(guān)的，圖文并茂，也是花了作者一個(gè)周末時(shí)間搞定的，歡迎大家點(diǎn)贊轉(zhuǎn)發(fā)。

那就開(kāi)始正文嘍~

1、TCP主要特點(diǎn)

1.面向連接：

?TCP連接只能有兩個(gè)端點(diǎn)，TCP連接是一對(duì)一的。

?TCP提供可靠連接服務(wù)。

?TCP提供全雙工通信。

2.面向字節(jié)流：

?TCP和應(yīng)用程序交互是一次一個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行交互。但是TCP會(huì)把應(yīng)用程序交下來(lái)的數(shù)據(jù)塊看成一串無(wú)結(jié)構(gòu)的字節(jié)流。

?TCP報(bào)文收發(fā)之間的數(shù)據(jù)塊不一定相同（因?yàn)槲也灰欢ㄒ淮谓邮芏嗌偈芫W(wǎng)絡(luò)情況，擁塞情況控制）但是字節(jié)流一定相同。

?TCP根據(jù)對(duì)方的接收能力和網(wǎng)絡(luò)擁塞情況將字節(jié)流分成大小不同的段發(fā)送給接收緩存。

3.TCP的連接套接字連接兩端的插口包含IP和端口號(hào)。全雙工抽象連接。

2、TCP的報(bào)文格式

1.源端口，目的端口各占兩個(gè)字節(jié)是運(yùn)輸層與應(yīng)用層交互的接口。

2.序號(hào)（4B）：seq，字節(jié)序號(hào)本報(bào)文段所攜帶數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。

3.確認(rèn)號(hào)（4B）：ack，期望對(duì)方下次發(fā)來(lái)數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)的序號(hào)。

4.數(shù)據(jù)偏移（4bit）：標(biāo)志著報(bào)文段數(shù)據(jù)部分起始位置距離報(bào)文段起始位置的距離即首部長(zhǎng)度。

5.URG（1B），緊急位置1，立刻將TCP發(fā)送緩存中的字節(jié)流打包成報(bào)文發(fā)送出去。

6.ACK（1B），ACK = 1代表確認(rèn)號(hào)有效。

7.PSH（1B），PSH = 1，接收方立刻將接收緩存數(shù)據(jù)上交給應(yīng)用進(jìn)程。

8.RST（1B），RST = 1，TCP連接中出現(xiàn)嚴(yán)重差錯(cuò)必須釋放連接然后在重新建立運(yùn)輸連接。

9.SYN（1B），SYN = 1，表示這是一個(gè)連接請(qǐng)求或連接接受的報(bào)文。

10.FIN（1B），F(xiàn)IN = 1，用來(lái)釋放一個(gè)連接。FIN為1表明報(bào)文段發(fā)送端已發(fā)送完成，并要求釋放連接。

11.窗口（2B），告訴對(duì)方從確認(rèn)號(hào)開(kāi)始接收方目前允許對(duì)方發(fā)送的數(shù)據(jù)量。

12.檢驗(yàn)和（2B)，類(lèi)似于UDP首部和數(shù)據(jù)這兩部分計(jì)算時(shí)要在TCP報(bào)文段之前加上偽首部。

13.緊急指針，16位，當(dāng)URG = 1時(shí)，這部分記錄了緊急數(shù)據(jù)的大小把它放在數(shù)據(jù)部分的最前面發(fā)出去。

14.選項(xiàng)字段：長(zhǎng)度可變最大報(bào)文段數(shù)據(jù)部分長(zhǎng)度MSS，MSS告訴對(duì)方TCP我緩存最大能接受的長(zhǎng)度為MSS。

MSS太大IP層分片只要有一片出錯(cuò)就得重傳。

MSS太小效率低下。

15.其它選項(xiàng)：

窗口擴(kuò)大選項(xiàng)：占3字節(jié)，其中一個(gè)字節(jié)S為窗口擴(kuò)大的位數(shù)，比如（16+S）但是最大值不能超過(guò)30位

時(shí)間戳選項(xiàng)：

1.計(jì)算往返時(shí)延。

發(fā)送時(shí)打一個(gè)時(shí)間戳放在timestamp中，收到確認(rèn)報(bào)文后再打一個(gè)時(shí)間戳此時(shí)將之前的timestamp中的時(shí)間放在timestamp echo中然后將收到確認(rèn)報(bào)文的時(shí)間戳放在timestamp中二者相減可以得到RTT。

2.防止序號(hào)回繞。

由于序號(hào)編碼空間是32位的所以一共是2的32次方。對(duì)于高帶寬的網(wǎng)絡(luò)很容易消耗完，也就是說(shuō)接收方可能會(huì)收到兩次相同序號(hào)的報(bào)文，如果不加標(biāo)記，接收方會(huì)認(rèn)為這兩個(gè)報(bào)文是相同的然后就會(huì)丟棄。時(shí)間戳選項(xiàng)會(huì)將兩個(gè)報(bào)文標(biāo)記好時(shí)間戳這樣接收方就不會(huì)丟棄了。

16.填充。

為了保證TCP首部是4字節(jié)的整數(shù)倍。

3、TCP的可靠傳輸

3.1、TCP連接的兩個(gè)端點(diǎn)都有兩個(gè)窗口：

發(fā)送窗口：準(zhǔn)備發(fā)送的數(shù)據(jù)和已發(fā)送但未收到確認(rèn)的數(shù)據(jù)。

接收窗口：按序接收但沒(méi)有上交的數(shù)據(jù)，不按序接收的數(shù)據(jù)。

?P3 - P1 = A的發(fā)送窗口（又稱(chēng)為通知窗口）

?P2 - P1 = 已發(fā)送但尚未收到確認(rèn)的字節(jié)數(shù)

?P3 - P2 = 允許發(fā)送但尚未發(fā)送的字節(jié)數(shù)（又稱(chēng)為可用窗口）

如圖所示發(fā)送窗口按序發(fā)送窗口中的字節(jié)流，如果發(fā)送且收到確認(rèn)則滑出窗口如果已發(fā)送但未收到確認(rèn)則留在發(fā)送窗口中用來(lái)準(zhǔn)備重傳。

接收窗口將按序接收字節(jié)流如果收到的字節(jié)流無(wú)序則仍然會(huì)留在接收窗口中。比如我先收到了37則37不會(huì)被確認(rèn)交付主機(jī)因?yàn)榍懊娴?4-36還沒(méi)有被接收當(dāng)前面的34-36被接收后34-37才會(huì)一起被交付主機(jī)。