TCP协议的特点

TCP是可靠的、面向连接、面向字节流、支持双工（客户端和服务器端可以互相传输数据）、支持并发连接、提供确认重传与拥塞控制的传输层协议。

添加补充知识：
UDP是一种无连接、不可靠、简单高效的一种面向报文传输的传输层协议。
TCP的报文段结构

TCP的报文段结构由报文首部和数据组成。其中报文段的首部的长度为：20字节~60字节。如下图所示，为TCP报文段的结构的展示图：
TCP报文段结构_tcp

下面我们，一一介绍各个主要的部分的含义：
1. 序号

序号这个字段的长度为：32比特字，它表示的是我们发送那个数据中，第一个字节的字节流编号。

  1. 确认号

因为TCP提供的是累积确认，它的意思就是：如果我们得到的确认号为100，那么它就代表编号为99之前的字节流都已经被正确的接收了，现在我们要继续接收以编号为100的字节开头的报文段了。同时该字段的长度为：32比特字

  1. 首部长度

该字段主要是为了记录当前报文首部的长度。在介绍TCP的时候，我们已经说了TCP的报文首部的长度的范围是从20字节~ 60字节，另外我们的首都的长度又是以4字节为单位的，因此我们可以知道这个字段的取值为：5~15。同时该字段的长度为：4比特字

  1. 保留

保留的字段的长度为：6比特字，它是留作以后使用

  1. 标志字段

标志字段的长度为：6比特字

  • ACK用于指示确认字段中的值有效，对报文段成功接收的进行确认
  • RST主要是用于服务器端向客户端发送特殊的重置报文，表示目的端口不可用
  • FIN是用于断开TCP连接
  • SYN是用于建立TCP连接
  • URG用于指示报文段存在着被发送端上层程序置为“紧急”的数据，配合紧急数据指针使用
  • PSH用于指示接收方立即将该数据交给上层

其中PSH、URG和紧急数据指针在实践中并没有使用，可以不去了解。

  1. 接收窗口

接收窗口的长度为：16比特字。该窗口的大小是有发送端的接收缓存来决定的，它主要是用于流量控制和拥塞控制。窗口的值计算为：LastByteRcvd-LastByteRead<=RcvBuffer。然后是：rwnd=RcvBuffer-[LastByteRcvd-LastByteRead]

  1. 检验和

字段的长度为：16比特字。功能是用于检验当前的报文段是否有数据错误或丢失，具体的计算将在后续介绍。

  1. 选项

长度是从0-40字节之间，用于发送方和接收方协商最大的报文段长度（MSS）或高速网络环境下做窗口调节因子使用。

知识点：MSS

定义

TCP协议中，我们把报文段数据部分的最大长度称为：MSS（最大段长度）。有个点需要注意的就是MSS的值不包括报文段的首部，同时其值和接收窗口无关。

MSS值的选择的考虑因素

  • 协议开销：因为TCP报文段包括首部和数据两个部分，我们要让数据在整个报文段占有合理的比例
  • IP分段：如果MSS较大的话，则会受到IP分组的限制，较长的报文段会被IP分段传输，这样会增加网络开销和传输出错的概率
  • 发送和接收缓存的限制：MSS的大小会直接影响发送和接收缓存的使用率
  • MSS默认值：
总结

通过上述部分的描述，我今天的对网络知识的学习也可以先到此为止。了解TCP报文段的结构是学习TCP的基础，我们的报文段最重要的部分就是：序号和确认号两个部分，它们是TCP可以提供可靠传输的基础。而接收窗口是TCP可以提供流量控制和拥塞控制的基础。