TCP/IP详解notes:05传输控制协议
1. TCP通过下列方式来提供可靠性
- 应用数据被
分割成TCP认为最适合发送的数据块.这和UDP完全不同，UDP应用程序产生的数据报长度将保持不变.由TCP传递给IP的信息单位称为报文段或段（segment）（参见图1-7）. - 当TCP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. - 当TCP
收到发自TCP连接另一端的数据，它将发送一个确认.这个确认不是立即发送，通常将推迟几分之一秒，这将在19.3节讨论. - 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，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，TCP将丢弃这个报文段和不确认收到此报文段（希望发端超时并重发）. - 既然
TCP报文段作为IP数据报来传输，而IP数据报的到达可能会失序，因此TCP报文段的到达也可能会失序.如果必要，TCP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. - 既然IP数据报会发生重复，
TCP的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.
两个应用程序通过TCP连接交换8bit字节构成的字节流.
TCP不在字节流中插入记录标识符.我们将这称为字节流服务（byte stream service）.如果一方的应用程序先传10字节，又传20字节，再传50字节，连接的另一方将无法了解发方每次发送了多少字节.
收方可以分4次接收这80个字节，每次接收20字节.一端将字节流放到TCP连接上，同样的字节流将出现在TCP连接的另一端.
另外，TCP对字节流的内容不作任何解释.TCP不知道传输的数据字节流是二进制数据，还是ASCII字符、EBCDIC字符或者其他类型数据.对字节流的解释由TCP连接双方的应用层解释.
2. 图解
TCP数据被封装在一个IP数据报中
TCP首部的数据格式.如果不计任选字段，它通常是20个字节.
- Socket: 一个IP地址和一个端口号也称为一个插口（socket）
- 插口对（SocketPair）(包含客户IP地址、客户端口号、服务器IP地址和服务器端口号的四元组)可唯一确定互联网络中每个TCP连接的双方.
3. 字节传输
序号用来标识从TCP发端向TCP收端发送的数据字节流，它表示在这个报文段中的第一个数据字节.如果将字节流看作在两个应用程序间的单向流动，
则TCP用序号对每个字节进行计数.序号是32 bit的无符号数，序号到达232－1后又从0开始.
当建立一个新的连接时，SYN标志变1.序号字段包含由这个主机选择的该连接的初始序号ISN（Initial Sequence Number）. 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（将在下章详细介绍如何建立和终止连接，届时我们将看到FIN标志也要占用一个序号）.
既然每个传输的字节都被计数，确认序号包含发送确认的一端所期望收到的下一个序号.因此，确认序号应当是上次已成功收到数据字节序号加1.只有ACK标志（下面介绍）为1时确认序号字段才有效.
发送ACK无需任何代价，因为32 bit的确认序号字段和ACK标志一样，总是TCP首部的一部分.因此，我们看到一旦一个连接建立起来，这个字段总是被设置，ACK标志也总是被设置为1.
TCP为应用层提供全双工服务.这意味数据能在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可以表述为一个没有选择确认或否认的滑动窗口协议（滑动窗口协议用于数据传输将在20.3节介绍）.
我们说TCP缺少选择确认是因为TCP首部中的确认序号表示发方已成功收到字节，但还不包含确认序号所指的字节.当前还无法对数据流中选定的部分进行确认.
例如，如果1～1024字节已经成功收到，下一报文段中包含序号从2049～3072的字节，收端并不能确认这个新的报文段.它所能做的就是发回一个确认序号为1025的ACK.它也无法对一个报文段进行否认.
例如，如果收到包含1025～2048字节的报文段，但它的检验和错，TCP接收端所能做的就是发回一个确认序号为1025的ACK.在21.7节我们将看到重复的确认如何帮助确定分组已经丢失.
首部长度给出首部中32 bit字的数目.需要这个值是因为任选字段的长度是可变的.这个字段占4bit，因此TCP最多有60字节的首部.然而，没有任选字段，正常的长度是20字节. 在TCP首部中有6个标志比特.它们中的多个可同时被设置为1.我们在这儿简单介绍它们的用法，在随后的章节中有更详细的介绍.
TCP的流量控制由连接的每一端通过声明的窗口大小来提供.窗口大小为字节数，起始于确认序号字段指明的值，这个值是接收端正期望接收的字节.窗口大小是一个16 bit字段，因而窗口大小最大为65535字节.
在24.4节我们将看到新的窗口刻度选项，它允许这个值按比例变化以提供更大的窗口.
检验和覆盖了整个的TCP报文段：TCP首部和TCP数据.这是一个强制性的字段，一定是由发端计算和存储，并由收端进行验证.TCP检验和的计算和UDP检验和的计算相似.
只有当URG标志置1时紧急指针才有效.紧急指针是一个正的偏移量，和序号字段中的值相加表示紧急数据最后一个字节的序号.TCP的紧急方式是发送端向另一端发送紧急数据的一种方式.
最常见的可选字段是最长报文大小，又称为MSS(Maximum Segment Size).每个连接方通常都在通信的第一个报文段（为建立连接而设置SYN标志的那个段）中指明这个选项. 它指明本端所能接收的最大长度的报文段.
TCP报文段中的数据部分是可选的.有时候双方交换的报文段仅有TCP首部.如果一方没有数据要发送，也使用没有任何数据的首部来确认收到的数据.在处理超时的许多情况中，也会发送不带任何数据的报文段.