详解TCP报文格式以及TCP相关特性

✏️✏️✏️今天给大家分享的是TCP报文格式的解释以及TCP协议的一些重要特性。

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目录

一、 TCP协议段格式

1.1 TCP协议格式 

二、TCP原理 (基本机制/特性)

2.1 确认应答机制 

2.2 超时重传机制 (安全机制)

2.3 连接管理机制（安全机制） 

2.4 滑动窗口(效率机制) 

2.5 流量控制(安全机制) 

 2.6 拥塞控制(安全机制)

 2.7 延时应答(效率机制)

2.8 捎带应答(效率机制) 

三、粘包问题 

四、TCP异常情况 

五、TCP小结

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TCP是传输层的重点协议，对于我们了解网络原理有着至关重要的作用。 

一、 TCP协议段格式

TCP 协议

TCP ，即 Transmission Control Protocol ，传输控制协议。人如其名，要对数据的传输进行一个详细的控制。

1.1 TCP协议格式 

• 源/目的端口号：表示数据是从哪个进程来，到哪个进程去
• 32位序号/32位确认号：后面详细给大家介绍
• 4位首部长度：表示该TCP头部有多少个32位bit（有多少个4字节）,所以TCP头部最大长度是 15 * 4 = 60
•  6位标志位:

• URG：紧急指针是否有效
• ACK：确认号是否有效
• PSH：提示接收端应用程序立刻从TCP缓冲区把数据读走
• RST：对方要求重新建立连接；我们把携带RST标识的称为复位报文段
• SYN：请求建立连接；我们把携带SYN标识的称为同步报文段FIN：通知对方，本端要关闭了，我们称携带FIN标识的为结束报文段

• 16位窗口大小：流量控制(下面我会详细介绍)
• 16位校验和：发送端填充，CRC校验。接收端校验不通过，则认为数据有问题。此处的检验和不光包含TCP首部，也包含TCP数据部分
• 16位紧急指针：标识哪部分数据是紧急数据
• 40字节头部选项：暂时忽略

二、TCP原理 (基本机制/特性)

TCP 对数据传输提供的管控机制，主要体现在两个方面：安全和效率。这些机制和多线程的设计原则类似：保证数据传输安全的前提下，尽可能的提高传输效率。

2.1 确认应答机制 

 TCP将每个字节的数据都进行了编号，即为序列号，但是并不会真正的存储每个字节的序列号，只需要保存起始序号，通过TCP的报文长度来＋ 起始序号得到最后一个字节的编号。

每一个 ACK 都带有对应的确认序列号，意思是告诉发送者，我已经收到了哪些数据，下一次你从哪里开始发。

2.2 超时重传机制 (安全机制)

• 主机A发送数据给B之后，可能因为网络拥堵等原因，数据无法到达主机B
• 如果主机A在一个特定时间间隔内没有收到B发