《TCP-IP详解卷一:协议》第17章——TCP：传输控制协议（读后笔记）

17.1 引言

本章介绍 TCP 为应用层提供的服务，以及 TCP 首部各个字段。

18 章描述如何建立和终止一个 TCP 连接

19 和 20 章将了解正常的数据传输过程，包括交互使用（远程登录）和批量数据传输（文件传输）

21 章提供 TCP 超时及重传的技术细节

22 和 23 章将介绍两种其他的定时器

24 章概述 TCP 新特性 以及 TCP 的性能

17.2 TCP 的服务

TCP 提供一种面向连接、可靠的字节流服务。

面向连接：两个使用 TCP 的应用在彼此交换数据之前需要建立一个 TCP 连接。

TCP 通过下列方式提供可靠性：

• 应用数据被分割成 TCP 认为的最适合发送的数据块，由 TCP 传递给 IP 的信息单位称为『报文段』或『段』
• 当 TCP 发出一个段之后，它启动一个定时器，等待目的端确认收到这个报文段。如果不能及时收到一个确认，将重发这个报文段
• 当 TCP 收到发自 TCP 连接另一端的数据，它将发送一个确认，确认不是立即发送，通常推迟几分之一秒
• TCP 将保持它首部和数据的检验和。这是一个端到端的检验和，检测数据是否在传输过程中发生变化，如果有差错将丢弃这个报文段
• TCP 接收端必须丢弃重复的数据
• TCP 还能提供流量控制，TCP 连接的每一方都有固定大小的缓冲空间。TCP 接收端只允许另一端发送接收端缓冲区所能接纳的数据。避免缓冲区溢出

TCP 对字节流内容不作任何解释，解释由应用层完成。

17.3 TCP的首部

下面是首部数据格式，如果不计任选字段，它通常是 20 个字节

源端口号、目的端口号：每个 TCP 段都包含源端口号和目的端口号，用于寻找发端和收端应用程序。这两个值加上 IP 首部中的源端 IP 地址和目的端 IP 地址唯一确定一个 TCP 连接。

插口（socket）：一个 IP 地址和一个端口号

插口对（socket pair）：可唯一确定互联网中每个 TCP 连接的双方

序号：标识 TCP 发端向 TCP 收端发送的数据字节流，表示这个报文段中的第一个数据字节。序号是 32 bit 无符号整数，序号达到 $2^{32}-1$ 后从 0 开始。

下面应该是将建立 TCP 连接过程

建立一个新的连接时，SYN 标志变为 1。序号字段包含这个主机选择的该连接的初始序号『ISN』。该主机要发送数据的第一个字节序号为这个 ISN 加 1，因为 SYN 标志消耗了一个序号（下章详细介绍）。

确认序号：包含发送确认的一端，所期望收到的下一个序号。所以确认序号是上次已成功收到数据字节序号加 1。只有 ACK 标志 为 1 时确认序号字段才有效。

发送 ACK 无需任何代价，因为本身是首部一部分（这也算没有代价吗。。），因此一旦连接建立，这个字段总是被设置，ACK 标志也总被设置为 1

TCP 是全双工服务，说明能够两个方向上独立地进行传输。因此，连接的每一端必须保持每个方向上的传输数据序号。

TCP 是一个没有确认或否认的滑动窗口协议。

4 位首部长度：最多表示15，单位是 32 bit，所以 4 位首部长度最多有 60 字节的首部，没有仍和任选字段，正常长度为 20 字节。（为什么最少都20字节，不能含义改成选项长度，这样还能让选项多点）

TCP 首部有 6 个标志比特，后面详细介绍。

• URG 紧急指针有效（20.8 节）
• ACK 确认序号有效
• PSH 接收方应该尽快将这个报文交给应用层
• RST 重建连接
• SYN 同步序号用来发起一个连接。（18 章介绍）
• FIN 发端完成发送任务

16 位窗口大小：单位是字节数，所以窗口最大 65535 字节。24.4 节将介绍更大窗口的方法。

检验和：覆盖整个 TCP 报文端：TCP 首部和 TCP 数据。一个强制性字段，发端计算存储，收端验证。和 UDP 一样需要一个伪首部。

紧急指针：URG 标志为 1 时有效。一个正的偏移量，和序号字段的值相加表示紧急数据最后一个字节的序号。20.8 节介绍

可选字段：最常见是最长报文大小（MSS）。每个连接方通常第一个报文段中指明这个选项，表示本端所能接收最大长度的报文段。18.4 节介绍，其他选项一些在第 24 章介绍。

数据：也是可选的，存在不发消息的情况，后面介绍。

17.4 小结

TCP：可靠的面向连接的字节流运输层服务。

17.3 简单介绍首部各个字段

端到端验证计算和是强制性的。UDP 我记得是可选的。