一、概述
1、为了实现可靠传输,TCP采用了面向字节流的方式
2、TCP在发送数据时,是从发送缓存取出一部分或全部字节并给其添加一个首部使之成为TCP报文段后进行发送。
(1)一个TCP报文段由首部和数据载荷两部分构成
(2)TCP的全部功能都体现在它首部中各字段的作用
二、TCP报文段的首部格式
1、源端口:占16比特,写入源端口号,用来标识发送该TCP报文段的应用进程
2、目的端口:占16比特,写入目的端口号,用来标识接收该TCP报文段的应用进程
3、序号:占32比特,取值范围[0,2^32-1],序号增加到最后一个后,下一个序号就又回到0.指出TCP报文段数据载荷的第一个字节的序号。
4、确认号:占32比特,取值范围[0,2^32-1],确认号增加到最后一个字节后,下一个确认号就又回到0。指出期望收到对方下一个TCP报文段的数据载荷的第一个字节的序号,同时也是对之前收到的所有的数据的确认。若确认号=n,则表明到序号n-1为止所有的数据都已正确接收,期望接收序号为n的数据。
5、确认标志位ACK:取值为1时确认号字段才有效;取值为0时确认号字段无效。TCP规定,在连接建立后所有传送的TCP报文段都必须把ACK置1。
6、数据偏移:占4比特,并以4字节为单位。用来指出TCP报文段的数据载荷部分的起始位置距离TCP报文段的起始处有多远。这个字段实际上是指出了TCP报文段的首部长度。
(1)首部固定长度为20字节,因此数据偏移字段的最小值为(0101)2,即10进制的5字节
(2)首部最大长度为60字节,因此数据偏移字段的最大值为(1111)2,即10进制的15字节
7、保留位:占6比特,保留为今后使用,但目前应置为0
8、窗口:占16比特,以字节为单位。指出发送本报文段的一方的接收窗口。窗口值作为接收方让发送方设置其发送窗口的依据。这是以接收方的接收能力来控制发送方的发送能力,称为流量控制。
9、检验和:占16比特,检查范围包括TCP报文段的首部和数据载荷两部分。在计算校验和时,要在TCP报文段的前面加上12字节的伪首部。
10、同步标志位SYN:在TCP连接建立时用来同步序号。
11、终止标志位FIN:用来释放TCP连接。
12、复位标志位RST:用来复位TCP连接。
(1)当RST=1时,表明TCP连接出现了异常,必须释放连接,然后再重新建立连接。
(2)RST置1还用来拒绝一个非法的报文段或拒绝打开一个TCP连接。
13、推动标志位PSH:接收方的TCP收到该标志位位1的报文段会尽快上交应用进程,而不必等到接收缓存都填满后再向上交付。
14、紧急标志位URG:取值为1时紧急指针字段有效;取值为0时紧急指针字段无效。
15、紧急指针:占16比特,以字节为单位,用来指明紧急数据的长度的长度。当发送方有紧急数据时,可将紧急数据插队到发送缓存的最前面,并立刻封装到一个TCP报文段中进行发送。紧急指针会指出本报文段数据载荷部分包含了多长的紧急数据,紧急数据之后是普通数据。接收方收到URG为1的报文段,会按照紧急指针字段的值,从报文段数据载荷部分取出紧急数据,并直接上交应用进程,并直接上交应用进程,而不必在接收缓存中排队。
16、选项:用来扩展TCP首部功能,长度可变,最大为40字节。
(1)最大报文段长度MSS选项:TCP报文段数据载荷部分的最大长度。
(2)窗口扩大选项:为了扩大窗口(提高吞吐率)
(3)时间戳选项:
1)用来计算往返时间RTT
2)用于处理序号超范围的情况,又称为防止序号绕回PAWS
(4)选择确认选项
17、填充:由于选项的长度可变,因此使用填充来确保报文段首部能被4整除(因为数据偏移字段,也就是首部长度字段,是以4字节为单位的)