18.2.3 TCP协议

18.2.3  TCP协议

原始的互联网使用的传输介质为电话线，计算机通过调制解调器将数值信号转为模拟信号，然后使用电流载波。因为电话线的噪声极大，很容易造成误码，因此TCP协议具有完善的循环校验机制。TCP是重要的传输层协议，必须保证数据传递的完整性。另外，数据包报文中有计算机端口号信息，可以用来区别同一计算机上不同应用程序的数据。

数据包是很小的数据单位，而通过网络传递的连续数据往往是数据包长度的很多倍。因此，数据包报文中还有一个顺序编号，使接收的计算机能够更具编号重新按顺序还原数据。TCP协议的另一个重要功能就是把大的数据切成较小的数据包，或者将接收到的数据包按顺序还原为原始数据。如果发现某一个数据包丢失了，TCP协议会向源计算机发送请求，要求重新传递丢失的数据包。这种处理能力，被称之为全双工。

TCP协议最小的处理单位为字节，因此TCP是面向字节的顺序协议。数据包内的每个字节都会被分配一个顺序编号，以及为了验证数据真实性的奇偶校验位。虽然这种做法传递了过多的冗余数据，但根本原因是由早期网络极为不可靠造成的。

为可靠的完成数据传输任务，TCP将报文或数据分成可管理的长度并加上TCP头，并定义一些主要的字段，如图18.7所示

图18.7  TCP报文结构

TCP报文中的字段定义如下。

q      源端口：源计算机指定的端口编号。

q      目的地端口：接收计算机的端口编号。

q      顺序号：分配给TCP包的编号。

q      应答号：接收计算机向源计算机发送的编号。

q      偏移位：指出TCP 头的长度（即TCP头中的32位字的数）。它表明数据开始和TCP头结束。对于正常的20 字节的头，这个字段设置成0101。

q      保留位：为将来使用而保留。必须设置为0。

q      控制位：用作个别控制位，如表18.1所示。

q      窗口号：窗口字段也称接收窗口大小，表示在TCP连接上准备由主机接收的8位字节的数目。

q      校验位：一个差错检验数，用于确定被接收的数据包文在传输期间是否被讹误。包括TCP头和所有数据。

q      紧急指针：它指出了紧接紧急数据的字节的顺序编号。

q      可选项：长度变量，它考虑到TCP使用的各种选项：选项表的结束、无操作、最大分段长度。

表18.1  TCP报头控制位指令

指    令	说    明
URG	紧急指示字段
ACK	如果设置，该包包含确认
PSH	启用推入功能
RST	恢复连接。用于一个功能不接收连接请求时
SYN	用于建立同步序号
FIN	数据不再从连接的发送点进入，结束总报文

 

TCP提供的主要服务有：

q      建立、维持和终结两个进程之间的连接。

q      可靠的包传递（经过确认过程）。

q      编序包（可靠的数据传送）。

q      控制差错的机制。

q      通过使用端口，允许在个别的源和目的地主机内部实现和不同进程多重连接的       能力。

q      使用全双工操作的数据交换。