网络--传输层协议--TCP

1、TCP协议的特性

面向连接（需要建立连接，才能继续通信）

面向字节流的一对一通信模式

通过流量控制和拥塞控制 -> 确保可靠传输

报头大小20字节（若带选项，最大60字节）

2、TCP报文字段

16位源端口号 和 16位目的端口号 -- 2 + 2 = 4 字节

32位序号 和 32位确认序号 -- 4 + 4 = 8 字节

4位首部长度 -- 6位保留标志位 -- 共占 2字节

16位窗口大小 -- 2字节

16位校验和 -- 2字节

16位紧急指针 -- 2字节

2.1、16位源端口号和16位目的端口号

标识：发送端的端口号和接收端的端口号

16位目的端口号，用于解包之后的分用给上层。

2.2、4位首部长度

4位首部长度的表示范围 - [0 , 15]

但是，在这里，规定单位是4字节 --> 因此，表示的范围为[0 , 60] 字节

通过4位首部长度，就可以用来进行解包：

1、读取报文前20字节（报头）

2、读取4位首部长度（报头+选项总长度）

3、计算4位首部长度表示的字节数（a * 4 = x），x字节

4、if x == 20  -- 没有选项； if x > 20 -- 带有选项（此时就可以提取选项了）

2.3、16位校验和&16位紧急指针 

16位校验和：用于检测数据是否传输正确

16位紧急指针：用于表示传输的数据中，哪一部分是紧急数据--> 优先处理。 其实就是某一段数据的其实地址，标识这段数据是紧急数据。

2.4、16位序号&16位确认序号

16位序号：TCP将每个字节的数据都进行了编号 -- 即序列号

 如何理解这个序号呢：

所谓的数据的序号，其实就是发送方的发送缓冲区的数组下标！！

因此，在这，发送缓冲区和接收缓冲区的大小也就是序号的最大值了：2^16 - 1 = 65535

16位确认序号：用来告知发送方，哪些数据已经被收到了，并告知对方从哪里开始继续发送数据。

比如：确认序号为3001，代表3000及其以前的数据，我都收到了（序号为1-3000的数据我都收到了），之后从序号为3001开始继续往后发送。

 问题：这样看来其实只需要16位序号，就能保证上述需求了，为什么还要一个16位确认序号啊？

TCP是全双工协议：在发送应答的时候，还可以发送数据（那么此时，既需要确认序号，也需要序号）。

 2.5、6位保留标志位

ACK：应答标志位

URG：标识16位紧急指针是否有效

PSH：催促接收方赶快拿走接收缓冲区的数据

SYN：请求建立连接

RST：请求重新建立连接

FIN：通知对方，本端即将断开连接（关闭）

3、TCP保证数据传输可靠性的策略

3.1、确认应答机制 - ACK标志位

在A-B通信时，A端发送数据之后，无论B端是否要回文，B端都必须返回一个报文，其中将ACK标志位置一，标识确认应答；

A端收到报文，方知对方收到了报文。

（只要发送方收到应答，就认为确认应答，接收方不用收到应答）

 问题来了：假设A方发送了4个报文，而只收到B方的3个应答，如何确认是哪个报文丢失了呢？

结合应答中的16位确认序号，方知哪些数据被收到（反之，就知道哪些数据没有被收到）

3.2、捎带应答机制 

因为TCP是全双工的，在接收数据的时候，也可以发送数据。

由于确认应答机制的存在，强迫接收方必须发送应答。

因此，为了提高通信效率，