以下内容总结自TCP/IP详解。

 

TCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议，提供一种面向连接的、可靠的字节流服务。

面向连接意味着客户和服务器在彼此交换数据之前必须先建立一个T C P连接。通过源IP、源端口、目的IP、目的端口、协议这五元组唯一确定一条连接。

TCP不能用于广播和多播。

T C P通过下列方式来提供可靠性：

1、应用数据被分割成T C P认为最适合发送的数据块。由T C P传递给I P的信息单位称为报文段或段（ s e g m e n t）。TCP根据MSS (Maximum Segment Size)确定报文段大小，然后把应用数据分割成合适的大小传递给IP层。UDP不会这样做。

MSS是TCP的一个选项字段。一般TCP的包头大小为20字节，如果加入选项字段将大于20字节。每个连接方通常都在通信的第一个报文段（SYN报文）中指明这个选项。MSS指明本端所能接收的最大长度的报文段（该长度只包含TCP数据，不包含IP头和TCP头）。一般TCP会将M S S值设置为外出接口上的M T U长度减去固定的I P首部和T C P首部长度，比如1500-20-20。

2、 当T C P发出一个段后，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。

3、当T C P收到发自T C P连接另一端的数据，它将发送一个确认。

4、T C P将保持它首部和数据的检验和。这是一个端到端的检验和，目的是检测数据在传输过程中的任何变化。如果收到段的检验和有差错， T C P将丢弃这个报文段并且不会确认收到此报文段（希望发端超时并重发）。

5、 既然T C P报文段作为I P数据报来传输，而I P数据报的到达可能会失序，因此T C P报文段的到达也可能会失序。如果必要， T C P将对收到的数据进行重新排序，将收到的数据以正确的顺序交给应用层。

6、既然I P数据报会发生重复， T C P的接收端必须丢弃重复的数据。

7、 T C P还能提供流量控制。T C P连接的每一方都有固定大小的缓冲空间。T C P的接收端只允许另一端发送接收端缓冲区所能接纳的数据。这将防止较快主机致使较慢主机的缓冲

区溢出。 

 

TCP的滑动窗口：

我们知道，TCP发送出去的报文段需要对端进行确认，那么是不是每发送一个报文就要等待对方的确认然后才能发送下一个报文呢？滑动窗口允许发送方在没有收到前一个报文的确认时连续发送多个报文。滑动窗口还可以进行流量控制。

TCP报文格式中有一个16位窗口大小。通过该字段，本端可以通知对端，本端现在的TCP接收缓存剩余多大空间，对端收到后，便知道当前可以向本端连续发送多大的数据（不必一个一个进行确认）。这将提高报文的传输速率，以及可以防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出。

滑动窗口简要工作过程：

1、  A向B发送数据同时告知B，A当前的窗口大小为3072。

2、  B向A发送2048字节的数据。

3、  B又向A发送1024字节的数据（此时不能向A发送更多的数据了，因为窗口满了）。

4、  A对B发送的前2048字节的数据进行确认，并告知B当前窗口大小为3072。

5、  此时B知道最多可以向A发送3072-1024（因为后发送的1024字节的报文没收到确认）大小的报文，B可以继续向A发送报文了，假如B又向A发送了2048字节的报文。

6、  假如A收到这2048字节的报文后，由于有3072字节的数据都还在TCP缓存中等待处理，缓存满了所以A不能再接收数据了，所以A可以向B发送一个报文，告知当前端口为0。

7、  B收到A的窗口通告后，由于窗口为0，便不能向A发送报文了。

8、  如果A发现缓存中又有空间了，可以向B发送新的窗口通告报文，告知B自己当前的窗口大小。

9、  如果B迟迟收不到A的窗口更新报文，那么B可以按间隔发送窗口探测报文。

10、              当A更新了自己的窗口后，就可以继续发送报文了。

 

TCP正常建立连接需要三次握手，但如果两端同时发起连接，则需要四次握手。

TCP正常关闭连接需要四次握手，两端同时关闭连接也是四次握手。

TCP的半打开连接：如果一方已经关闭或异常终止连接而另一方却还不知道，我们将这样的T C P连接称为半打开（H a l f - O p e n）的。

TCP的半关闭：如果一端结束了发送，它便可以发送FIN报文结束连接。但是如果对端没有发送FIN报文主动关闭连接，那么本端仍可以接收数据。这就是半关闭状态。可以理解TCP的连接是双向的，关闭也是双向的，半关闭只关闭了连接的一个方向。