传输控件协议TCP

本篇博文总结于《计算机网络》。

特点：

• 面向连接的运输层协议；
• 可靠交付；
• 提供全双工通信；
• 面向字节流。

TCP连接的端点叫做套接字（socket）

socket = (IP地址：端口号 )

TCP报文段的首部格式 

TCP可靠传输的实现

滑动窗口，以字节为单位；

超时重传时间的选择；

选择确认SACK;

TCP的流量控制

利用滑动窗口实现流量控制。

发送方的发送窗口不能超过接收方给出的接收窗口的数值。

当TCP连接一方收到对方的零窗口通知，就启动持续计时器。

TCP的拥塞控制（有空再慢慢研究）

TCP的运输连接管理

运输连接三个阶段：连接建立、数据传送、连接释放。

在TCP连接建立过程中要解决以下三个问题：

• 要使每一方能够确知对方的存在；
• 要允许双方协商一些参数（如最大窗口值、是否使用窗口扩大选项和时间戳选项以及服务质量等）；
• 能够对运输实体资源（如缓存大小、连接表中的项目等）进行分配

连接建立

服务器（B）的TCP服务器进程先创建传输控制块TCB,准备接受客户进程的连接请求。然后服务器进程就处于LISTEN（收听）状态，等待客户的连接请求。

客户端（A）的TCP客户进程也是首先创建传输控制块TCB,然后向B发出连接请求报文段，这时首部中的同步位SYN=1，同时选择一个初始号seq=x。TCP规定，SYN报文段（即SYN=1的报文段）不能携带数据，但要消耗一个序号。这时，A进程进入SYN-SENT（同步已发送）状态。

B收到连接请求报文段后，则向A发送确认。在确认报文段中就把SYN位和ACK位都置1，确认号是ack=x+1，同时也为自己选择一个初始序号seq=y。这时B进程进入SYN-RCVD（同步收到）状态。

A进程收到B的确认后，还要向B给出确认。确认报文段的ACK置1，确认号ack=y+1,而自己的序号seq=x+1。这时，TCP连接已经建立，A进入ESTABLISHED（已建立连接）状态。

当B收到A的确认后，也进入ESTABLISHED（已建立连接）状态。

连接释放

A进程先向其TCP发出连接释放报文段，并停止再发送数据，主动关闭TCP连接。A把连接释放报文段首部的FIN置1，其序号seq=u,它等于前面已传送过的数据的最后一个字节的序号加1.这时A进程进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态，等待B的确认。

B收到连接释放报文段后即发出确认，确认号是ack=u+1,而这个报文段自己的序号是v（B前面已传送过的数据的最后一个字节序号加1）。这里B进程进入CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。TCP服务器进程这时应通知高层应用进程，因而从A到B这个方向的连接就释放了，这时的TCP连接处于半关闭（half-close）状态。B到A这个方向的连接并未关闭，这个状态可能会持续一些时间。

A收到来自B的确认后，就进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待B发出的连接释放报文段。

若B已经没有要向A发送的数据，其应用进程就通知TCP释放连接。这时B发出的连接释放报文段必须使FIN=1。现假定B的序号为w（在半关闭状态B可能又发送了一些数据），B还必须重复上次已发送过的确认号ack=u+1。这时B就进入LAST-ACK（最后确认）的状态，等待A的确认。

A在收到B的连接释放报文段后，必须对此发出确认。在确认报文段中把ACK置1，确认号ack=w+1,而自己的序号是seq=u+1。然后进入到TIME-WAIT（时间等待）状态。请注意，现在TCP连接还没有释放掉，必须经过时间等待计时器设置的时间2MSL后，A才进入到CLOSED状态。时间MSL叫做最长报文段寿命（Maxxinum Segment Lifetime）